113713489 112498002 LIBRO Introduccion a Los Principios de Termografia FLUKE

8/18/2019 113713489 112498002 LIBRO Introduccion a Los Principios de Termografia FLUKE

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AMERICAN TECHNICAL PUBLISHERS, INC.ORLAND PARK, ILLINOIS 60467-5756

Creado en cooperaciónentre Fluke Corporation

y The Snell Group



Esta Introducción a los principios de la termografía contiene procedimientos que son práctica común en el sector y en el

gremio. Los procedimientos especícos varían con cada tarea y debe llevarla a cabo personal cualicado. Para mantener

la máxima seguridad, consulte siempre las recomendaciones del fabricante, la normativa sobre seguros, el lugar de trabajo

especíco y los procedimientos de la planta, la regulación estatal, autonómica o local, y cualquier autoridad competente. El

material aquí contenido tiene el objeto de servir como recurso educativo al usuario. Ni American Technical Publishers, Inc.,

ni Fluke Corporation, ni The Snell Group asumen responsabilidad alguna respecto a reclamaciones, pérdidas o daños, entre

otros, daños a la propiedad o lesiones personales, en los que se pueda incurrir al hacer uso de esta información.

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Impreso en los Países Bajos

ISBN 978-0-8269-1535-1

© 2009 American Technical Publishers, Inc., Fluke Corporation y The Snell Group.Reservados todos los derechos



1

9

ÍNDICE 67

Termografía por infrarrojos • Historia de la termografía por infrarrojos •Funcionamiento de las cámaras termográcas

TERMOGRAFÍA E INVERSIÓN RENTABLE Resolución de problemas

FORMACIÓN Y SEGURIDAD 13

Cualicación y certicación del termógrafo • Seguridad en el lugar de trabajo •Redacción de normas y procedimientos de inspección

TEORÍA APLICADA A LA PRÁCTICA 19

Termodinámica básica • Métodos de transferencia de calor •

Precisión de la medida de temperaturas

IMÁGENES TÉRMICAS EN COLOR DE APLICACIONES 29

APLICACIONES TERMOGRÁFICAS 45

Aplicaciones eléctricas • Aplicaciones mecánicas y electromecánicas •Procesos industriales • Diagnóstico de edicios

METODOLOGÍAS DE INSPECCIÓN 57

Termografía comparativa • Termografía inicial • Tendencia térmica

ANÁLISIS, GENERACIÓN DE INFORMES Y DOCUMENTACIÓN 61

Análisis de inspección • Generación de informes y documentación

RECURSOS TERMOGRÁFICOS 63

Recursos

OTRAS TECNOLOGÍAS RELACIONADAS 65 Inspección visual y auditiva • Análisis eléctrico • Detección de ultrasonidos en aire •

Análisis de vibraciones • Análisis de aceites lubricantes • Análisis de partículas de desgaste

Introducción a los principios de la termografía

CONTENIDOS

INTRODUCCIÓN A LA TERMOGRAFÍA POR INFRARROJOS Y A LASCÁMARAS TERMOGRÁFICAS



Esta Introducción a los principios de la termografía, creada con la cooperación de Fluke Corporation

y The Snell Group, está diseñada para servir de introducción a los principios y procedimientos del

funcionamiento de las cámaras termográcas. Las cámaras termográcas se han convertido en

herramientas de diagnóstico y detección esenciales en la resolución de problemas y el mantenimiento

preventivo para electricistas y técnicos en aplicaciones industriales, de procesos y comerciales.También son una herramienta clave para proveedores de servicios como ayuda en el desarrollo de

sus negocios en relación al diagnóstico de edicios y las inspecciones industriales. Introducción a

los principios de la termografía cubre los fundamentos de la teoría, funcionamiento y aplicación del

uso de las cámaras termográcas.

Se puede encontrar información adicional sobre instrumentos de medida, resolución de

problemas, mantenimiento y aplicaciones para edificios a través de Fluke Corporation

en www.fluke.com/thermography, The Snell Group en www.thesnellgroup.com y

American Technical Publishers, Inc. en www.go2atp.com.

La editorial


INTRODUCCIÓN



1

Las cámaras termográficas funcionan según los principios de la termografía por infrarrojos. Una

cámara termográfica es un instrumento de comprobación que nos va a permitir la resolución

de problemas, el mantenimiento y la inspección de sistemas eléctricos, sistemas mecánicos y

cerramientos en edificios gracias a lo cual podremos ahorrar costes o incluso generar ingresos.

Con una cámara termográca se puede detectar fácilmente la imagen térmica del calor residual

transferido cuando colocamos una mano sobre

la supercie de una pared pintada.

TERMOGRAFÍA PORINFRARROJOS

La termografía por infrarrojos es la ciencia que

estudia el uso de dispositivos opticoelectrónicos

para detectar y medir la radiación a partir de la

cual se obtiene la temperatura de las supercies

bajo estudio. La radiación es la transferencia de

calor que se produce en forma de energía radiante

(ondas electromagnéticas) sin que exista unmedio directo de transferencia. La termografía

por infrarrojos moderna hace uso de dispositivos

opticoelectrónicos para detectar y medir a partir

de la cual se obtiene la temperatura supercial de

la estructura o del equipo inspeccionado.

El ser humano siempre ha sido capaz de detectar

la radiación infrarroja. Las terminaciones nerviosas

de la piel humana pueden responder a diferencias

de temperatura de hasta ±0,009°C. Aunque sonextremadamente sensibles, las terminaciones

nerviosas humanas no están bien diseñadas para

la evaluación térmica no destructiva.

Por ejemplo, incluso si los humanos

tuviéramos las mismas capacidades térmicas

que los animales que son capaces de encontrar

presas de sangre caliente en la oscuridad, es

posible que todavía se necesitaran instrumentos

de detección de calor de mayor precisión. Debido

a que los humanos tienen limitaciones físicas para

detectar el calor, se han desarrollado dispositivos

mecánicos y electrónicos que son hipersensibles

al calor. Estos dispositivos conforman el estándar

para la inspección térmica de un incontable

número de aplicaciones.

HISTORIA DE LATECNOLOGÍA INFRARROJAA nivel semántico, la palabra “infrarrojo”

deriva de “infra” y “rojo”, es decir por debajo

del rojo, reriéndose al lugar que ocupa esta

longitud de onda en el espectro de la radiación

elecromagnética. El término “termografía”, a su

vez, deriva de raíces semánticas que signican

“imagen de la temperatura”. El inicio de la

termografía se le atribuye al astrónomo alemán

Sir William Herschel, quien en 1800 realizaba

experimentos con la luz solar.


INTRODUCCIÓN A LA TERMOGRAFÍA PORINFRARROJOS Y A LAS CÁMARAS TERMOGRÁFICAS



2 Introducción a los principios de la termografía

Herschel descubrió la radiación infrarroja

haciendo pasar la luz solar a través de un prisma

y midiendo la temperatura en los distintos colores

obtenidos con un termómetro de mercuriosensible. Herschel descubrió que la temperatura

se incrementaba cuando movía el termómetro

más allá de la zona correspondiente a la luz roja

en una zona que denominó como “calor negro”.

El “calor negro” era la región del espectro

electromagnético que actualmente se conoce

como calor infrarrojo y se sabe que se trata de

una radiación electromagnética.Veinte años más tarde, el físico alemán Thomas

Seebeck descubrió el efecto termoeléctrico. Esto

condujo a la invención del “termomultiplicador”,

una versión temprana del termopar, por el

físico italiano Leopoldo Nobili en 1829. Este

simple dispositivo de contacto se basa en la

premisa de que la diferencia de tensión entre

dos metales distintos cambia con la temperatura.

El compañero de Nobili, Macedonio Melloni,

pronto mejoró el termomultiplicador creando una

termopila (un conjunto de termomultiplicadores

en serie) y concentró la radiación térmica sobre

esta de tal manera que pudo detectar el calor

corporal desde una distancia de 9,1 m.

En 1880, el astrónomo americano Samuel

Langley, utilizó el bolómetro para detectar el

calor corporal de una vaca desde 304 m. En vez

de medir diferencias de tensión, un bolómetro

mide el cambio de resistencia eléctrica en función

de la variación de la temperatura. El hijo de Sir

William Herschel, Sir John Herschel, consiguió la

primera imagen infrarroja en 1840 utilizando un

dispositivo llamado “evaporígrafo”. La imagen

termográca era el resultado de la evaporación

diferencial de una película na de aceite quese observaba mediante el reejo de la luz en la

película de aceite.

Las cámaras termográcas son dispositivos

que detectan patrones térmicos en el espectro

de la longitud de onda infrarroja sin entrar en

contacto directo con el equipo.Consulte la

gura 1-1. Las primeras versiones de cámaras

termográcas fueron conocidas como detectores

fotoconductores. Entre 1916 y 1918, el inventor

americano Theodore Case hizo experimentos

con detectores fotoconductores para producir una

señal a través de la interacción directa con fotones

en vez de calor. El resultado fue un detector

fotoconductor más rápido y sensible. Durante

los años cuarenta y cincuenta, la tecnología

termográfica avanzó para cumplir con los

requisitos de un número creciente de aplicaciones

militares. Cientícos alemanes descubrieron que

al enfriar el detector fotoconductor se mejoraba

el rendimiento general del mismo.

No fue hasta la década de los sesenta

cuando la termografía se utilizó en aplicaciones

no militares. Aunque los primeros sistemas

de termografía eran aparatosos, lentos en la

adquisición de datos y de baja resolución, seutilizaron en aplicaciones industriales, por

ejemplo, en la inspección de grandes sistemas

de transmisión y distribución eléctrica. Los

continuos avances en aplicaciones militares

en los años setenta dieron lugar a los primeros

sistemas portátiles, que podían emplearse en

aplicaciones como el diagnóstico de edicios y

comprobaciones no destructivas de materiales.

Las primeras versiones de las cámaras termográcas

mostraban imágenes térmicas mediante el uso detubos de rayos catódicos (CRT) en blanco y negro.

Se podían obtener registros permanentes gracias al

uso de fotografías y cintas magnéticas.

CONSEJO TÉCNICO



Capítulo 1 — Introducción a la termografía por infrarrojos y a las cámaras termográcas 3

T i 2 5 IR F U SI O N T E C H NO L O G Y

T H ER M ALIMAGER

F 2 F 1

F 3

72.2

138.2

130

120

110

100

90

80

72.2

13 8.2

13 0

120

110

1 00

90

8 0

En los años setenta, los sistemas termográcoseran resistentes y ables, pero la calidad de las

imágenes era baja en comparación con las

cámaras termográcas actuales. A principios de

los años ochenta, la termografía era muy utilizada

de forma generalizada con nes médicos, en

la industria tradicional y para la inspección

de edificios. Los sistemas termográficos se

calibraban para producir imágenes radiométricas

completas, de manera que se pudiera medir latemperatura radiométrica en cualquier zona de la

imagen. Una imagen radiométrica es una imagen

térmica que contiene cálculos de las medidas de

temperatura en varios puntos de la imagen.

Se hicieron más fiables los sistemas de

enfriamiento de las cámaras termográcas para

sustituir el gas comprimido o licuado que había sido

utilizado para enfriar las cámaras termográcas.

También se desarrollaron y produjeron en masa

sistemas basados en el tubo vidicón piroeléctrico

(PEV) de menor coste. Aunque no eran radiométricos,

los sistemas de termografía PEV era ligeros,

portátiles y podían funcionar sin refrigeración.

Figura 1-1. Las cámaras termográficas son dispositivos que detectan patrones de calor en el espectrode longitud de onda infrarroja sin tener un contacto directo con el equipo.

A nales de los ochenta, se lanzó al mercado, procedente del desarrollo militar, un nuevo

dispositivo conocido como matriz de plano focal

(FPA). Una matriz de plano focal (FPA) es un

dispositivo sensor de imagen que consta de una

matriz (por lo general rectangular) de detectores

sensibles al infrarrojo situado en el plano focal

de una lente. Consulte la gura 1-2.

Esto supuso una mejora signicativa frente

a los primeros detectores tipo escáner y tuvocomo resultado un aumento de la calidad de la

imagen y de la resolución espacial. Las matrices

normales de las cámaras termográcas modernas

tienen un conjunto de píxeles que van de 16× 16

a 640 × 640. Un píxel, en este sentido, es el

elemento independiente más pequeño de una

matriz de plano focal que puede detectar energía

infrarroja. En el caso de algunas aplicaciones

especícas, se puede disponer de matrices con

más de 1.000 × 1.000 píxeles. El primer número

representa el número de columnas mientras que

el segundo número representa el número de las

que se muestran en la pantalla. Por ejemplo,

Cámaras termográcas

EQUIPO

ESPACIO

ABIERTO ENTRELA CÁMARATERMOGRÁFICAY EL EQUIPO

CÁMARA TERMOGRÁFICA

PATRÓN DE CALORDETECTADO EN ELEQUIPO




Ti25IRFUSION TECHNOLOGY

una matriz de 160 × 120 es igual a un total de

19.200 píxeles (160 píxeles × 120 píxeles =

19.200 píxeles).

Desde el año 2000, ha aumentado eldesarrollo de la tecnología FPA con el uso de

varios detectores. Una cámara termográca de

Además, ha crecido enormemente el uso de

software para el procesamiento de imágenes.

Casi todos los sistemas infrarrojos comerciales

disponibles actualmente usan software parafacilitar el análisis y la realización de informes.

Los informes pueden crearse rápidamente y

enviarse electrónicamente a través de Internet o

guardarse en formatos de uso común, como el

formato PDF, y almacenarse en distintos tipos de

dispositivos digitales de almacenamiento.

FUNCIONAMIENTODE LAS CÁMARASTERMOGRÁFICASResulta útil tener una compresión general de

cómo funcionan las cámaras termográficas

porque es muy importante que el termógrafo

trabaje dentro de las limitaciones del equipo.

Esto permite detectar y analizar los problemas

potenciales con mayor precisión. El propósito de

una cámara termográca es detectar la radiacióninfrarroja que emite el blanco. Consulte la

gura 1-3. El blanco es el objeto que va a ser

inspeccionado con una cámara termográca.

La radiación infrarroja converge, debido a la

óptica de la cámara termográca, en el detector

para obtener una respuesta, que normalmente es

un cambio de tensión o de resistencia eléctrica,

la cual es leída por los elementos electrónicos

de la cámara termográca. La señal producida por la cámara termográca se convierte en una

imagen electrónica (termograma) en la pantalla.

Un termograma es la imagen de un blanco

electrónicamente procesado y mostrado en la

pantalla en donde los distintos tonos de color se

corresponden con la distribución de la radiación

infrarroja en la supercie del blanco. Con este

sencillo proceso, el termógrafo es capaz de ver

el termograma que se corresponde con la energíaradiada procedente de la supercie del blanco.

Figura 1-2. Una matriz de plano focal (FPA) es undispositivo sensible a la imagen que consiste enun conjunto (por lo general rectangular) de píxelessensibles a la luz en el plano focal de una lente.

onda larga es una cámara que detecta energía

infrarroja en la banda de longitudes de onda que

van desde las 8 µm hasta los 15 µm. Una micra

(µm) es una unidad de medida de longitud iguala la milésima parte de un milímetro (0,001 m).

Una cámara termográca de onda media es

una cámara que detecta energía infrarroja en la

banda de longitud de onda que va de los 2.5µm

a los 6 µm. Actualmente, se dispone tanto de los

sistemas de termografía de onda media como

larga en versiones totalmente radiométricas, con

frecuencia con sensibilidades térmicas y de fusión

de imágenes de 0.05°C o menos.El coste de estos sistemas se ha reducido en

más de un 90 % durante la última década y la

calidad ha aumentado de forma espectacular.

Matrices de plano focal

CUERPO DE PLÁSTICO

CABLE DEL SENSOR

SENSOR

CABLE DELSENSOR

CÁMARA TERMOGRÁFICA

LENTES DELA ÓPTICA




Componentes de lascámaras termográcas La cámara termográca típica consta de varios

componentes incluyendo la lente, tapa de la lente,

pantalla, detector y electrónica de procesamiento,

controles, dispositivos de almacenamiento de

datos y software de procesamiento de datos y

creación de informes. Estos componentes puedenvariar dependiendo del tipo y modelo de cámara

termográca. Consulte la gura 1-4.

Figura 1-3. El blanco es el objeto que va a serinspeccionado con una cámara termográfica. Elpropósito de una cámara termográfica es detectarla radiación infrarroja que emite el blanco.

Un termograma es electrónicamente procesado

y mostrado en la pantalla en donde los distintos

tonos de color se corresponden con la distribución

de la radiación infrarroja en la supercie del

blanco.

Debido a la necesidad constante de ahorrar

energía, los municipios y las agencias estatales

hacen uso de exploraciones aéreas con

infrarrojos. El objetivo de estas exploraciones

es proporcionar a las comunidades, residentes y empresas información en relación con las

pérdidas de calor de los edicios.

Lentes. Las cámaras termográficas tienen

al menos una lente. La lente de la cámara

recoge la radiación infrarroja y la enfoca en eldetector de infrarrojos. El detector produce una

respuesta y crea una imagen electrónica (térmica)

o termograma. La lente de la cámara termográcas

se utiliza para recoger y enfocar la radiación

infrarroja entrante en el detector. Las lentes

de la mayoría de las cámaras termográficas

de onda larga están fabricadas de germanio

(Ge). Se utilizan nas capas de revestimiento

antirreectante para mejorar la transmisión delas lentes.

CONSEJO TÉCNICO

Blancos

CÁMARA BLANCO

LA CÁMARA TERMOGRÁFICADETECTA LA RADIACIÓN EMITIDAPOR EL BLANCO




Figura 1-4. Una cámara termográfica típica está compuesta de varios componentes comunesincluyendo la lente, tapa de la lente, pantalla, controles y mango con correa de mano.

Pantalla. Las imágenes térmicas se muestran en

la pantalla de cristal líquido (LCD) de la cámara

termográfica. La pantalla de cristal líquidodebe ser lo sucientemente grande y brillante

para poder verse con facilidad en las distintas

condiciones de iluminación con las que podemos

encontrarnos sobre el terreno. En la pantalla

también suele presentarse información útil como

la carga de la batería, fecha, hora, temperatura del

blanco (en °F, °C o °K), imagen de luz visible y

la paleta de colores asociada a las temperaturas

que se miden. Consulte la gura 1-5. Detector y electrónica de procesamiento.Tanto

el detector como la electrónica de procesamiento

se utilizan para procesar la energía infrarroja y

Por lo general, las cámaras termográficastraen un maletín para guardar el instrumento,

el software y otros elementos que pudiéramos

necesitar sobre el terreno.


TAPA DE LA LENTE

LENTE

GATILLOCONTROL

CÁMARATERMOGRÁFICA

PANTALLA

CONTROLES

MANGO CONCORREA DE MANO




F2F1 F3

THERMALIMAGER

Figura 1-5. Las imágenes térmicas se muestranen la pantalla de cristal líquido (LCD) de lacámara termográfica.

obtener información útil. La radiación térmica

procedente del blanco se enfoca sobre el detector,

que, por lo general, es un material semiconductor

electrónico. La radiación térmica produce unarespuesta medible en el detector. Esta respuesta

se procesa electrónicamente en la cámara

termográca para producir una imagen térmica

en la pantalla de la cámara termográca.

Dispositivos de almacenamiento de datos.

Los archivos digitales que contienen imágenestérmicas y los datos asociados se almacenan en

distintos tipos de tarjetas de memoria electrónicas

o dispositivos de almacenamiento y transferencia.

Controles. Se pueden realizar distintos ajustes

electrónicos con los controles para mejorar la

imagen térmica visualizada en la pantalla. Los

ajustes electrónicos pueden afectar a varias

variables como el rango de temperaturas,

intervalo y nivel térmico, paletas de colores yfusión de imágenes. Los ajustes también pueden

afectar a la emisividad y la temperatura de fondo

reejada. Consulte la gura 1-6.

Figura 1-6. Con los controles, se pueden realizarajustes sobre variables importantes como elrango de temperaturas, el intervalo y niveltérmico, así como otros ajustes.

Controles

Pantallas


PANTALLA DECRISTALLÍQUIDO (LCD)

IMAGENTÉRMICA

CONTROLES UTILIZADOSPARA TRABAJAR CONLA CÁMARA Y REALIZARAJUSTES




Muchos sistemas de termografía por infrarrojos

también permiten el almacenamiento de datos de

voz o texto adicionales así como la imagen de luz

visible correspondiente obtenida con una cámaradigital estándar integrada.

Software de procesamiento de datos y creación

de informes. El software utilizado en la mayoría

de los sistemas de termografía es tan potente como

fácil de usar. Las imágenes digitales térmicas y de

luz visible se importan a un ordenador donde se

pueden ver utilizando varias paletas de colores,

y en donde se pueden realizar más ajustes en

todos los parámetros radiométricos y funcionesde análisis. Las imágenes procesadas se pueden

insertar entonces en plantillas de informes y se

pueden enviar a una impresora, almacenarlas

electrónicamente o enviarse a los clientes a través

de una conexión de Internet.



9

La termografía, mediante el uso de las cámaras termográficas, se puede utilizar para realizar

gran cantidad de funciones esenciales en entornos industriales y comerciales, incluyendo la

resolución de problemas y el mantenimiento de equipos así como la inspección de cerramientos.

Tradicionalmente, las cámaras termográficas se consideraban equipos caros. Sin embargo, el coste

asociado con el mantenimiento y los tiempos de inactividad no programados correspondientesal funcionamiento de una instalación se puede reducir considerablemente cuando se utilizan las

cámaras termográficas en las tareas de mantenimiento preventivas y predictivas.

Un rodamiento caliente es señal de que puedehaber un problema de alineación, lubricación,

o problemas asociados al motor o al equipo al

que está conectado.

RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS

La termografía por infrarrojos juega un papel

importante en la resolución de problemas en

aplicaciones industriales y comerciales. Con

frecuencia aparece la duda sobre el correcto

funcionamiento de un equipo debido a algunassituaciones o indicaciones anormales. Se puede

tratar de situaciones evidentes, cosas tan simples

como una vibración o un sonido perceptibles, o

una lectura de temperatura. O puede tratarse de

estados más sutiles, el origen del problema puede

ser difícil o imposible de determinar.

Una rma térmica es una imagen en colores que

muestra la energía infrarroja, o calor, emitido desde

un objeto. La comparación de la rma o patróntérmico de un equipo que funciona con normalidad

con uno en evaluación por un funcionamiento

anormal es un medio excelente para la resolución

de problemas. Consulte la gura 2-1. La ventaja

principal de la termografía por infrarrojos radica

en que las comprobaciones pueden realizarse con

rapidez y sin destruir el equipo. Además, dado

que las cámaras termográcas no necesitan tener

contacto físico con los equipos a examinar, se

pueden utilizar mientras el equipo o un componente

del mismo están en funcionamiento.

Incluso cuando no se puede dar una

interpretación clara de una imagen térmográca

de una situación anormal, esta se puede utilizar

para determinar si es necesario hacer más

comprobaciones. Por ejemplo, es fácil realizar

inspecciones rápidas de motores eléctricos y ver

si hay irregularidades en los rodamientos o en

algún acoplamiento. El rodamiento de un motor

que está signicativamente más caliente que lacarcasa del motor sugiere un problema potencial

de lubricación o de alineación de ejes. También

se puede pensar en un problema de alineación si

un lado del acoplamiento está más caliente que

el lado opuesto. Consulte la gura 2-2.

TERMOGRAFÍA Y RETORNODE LA INVERSIÓN




10 INTRODUCCIÓN A LOS PRINCIPIOS DE LA TERMOGRAFÍA

La clave para llevar a cabo la resolución de

problemas con éxito mediante la termografía es

tener una buena compresión de los requisitos

básicos necesarios para detectar problemas

potenciales o estados anormales en cualquier

componente especíco de un equipo cuando

estos se producen. Por ejemplo, el uso de una

cámara termográca para resolver un problema

en un interruptor eléctrico desconectado sin

alimentación no tiene valor porque los problemas

potenciales (puntos calientes) no serán visibles

a menos que por el interruptor eléctrico circule

suficiente corriente eléctrica. De la misma

manera, para llevar a cabo con éxito la inspección

de una trampa de vapor, ésta debe ser observada a

lo largo de un ciclo completo de trabajo.

No siempre resulta fácil saber con exactitud

las condiciones necesarias para llevar a cabola inspección y análisis de problemas en un

equipo en particular. Junto con la experiencia del

termógrafo, se necesita una compresión sólida

Figura 2-2. Cuando el rodamiento de un motorestá significativamente más caliente que lacarcasa, es posible que se trate de un problemade lubricación o de alineación.

Figura 2-1. Las firmas y patrones térmicos de los equipos en funcionamiento pueden indicarrápidamente estados normales y anormales.

Firmas térmicas

Resolución de problemas relacionadoscon los rodamientos del motor

ESTADO ANORMAL

CARCASA DEL MOTOR

EL RODAMIENTO DELMOTOR (MÁS CALIENTE

QUE LA CARCASA DELMOTOR) PODRÍA INDICAR UN

PROBLEMA POTENCIAL

ESTADO NORMAL



Capítulo 2 — Termografía e inversión rentable 11

de todas las variables, como la transferencia

del calor, la radiometría, el uso de la cámara y

el funcionamiento y las averías del equipo para

conseguir una resolución de problemas ecaz.La radiometría es la detección y la medida de la

energía electromagnética radiante, especícamente

en la zona infrarroja del espectro.

Mantenimiento preventivoEl mantenimiento preventivo (MP) consiste enla programación de los trabajos necesarios paramantener un equipo en condiciones óptimas de

funcionamiento. El mantenimiento preventivoreduce al mínimo el funcionamiento incorrecto y lasaverías del equipo a la vez que mantiene el óptimorendimiento de la producción y las condicionesde seguridad de la instalación. Esto tiene comoresultado un incremento de la vida de servicio,una reducción de los tiempos de inactividad y unamayor eciencia de la planta en general. Las tareasde mantenimiento preventivo y su frecuencia sonespecícas para cada equipo de acuerdo con lasespecicaciones del fabricante, los manuales delequipo, las publicaciones especializadas del sectory por la experiencia del trabajador.

En los programas de mantenimiento preventivo,se considera vital la existencia de una estrategia para tener una compresión exhaustiva de lascondiciones de funcionamiento del equipo a travésde una evaluación y supervisión basadas en lascondiciones de trabajo. Los programas preventivos

que incluyen la evaluación y supervisión del equipo basadas en las condiciones de trabajo se realizancon más facilidad utilizando cámaras termográcas.Mediante la revisión de las imágenes térmicas delequipo bajo estudio, las decisiones sobre si hay quereparar o sustituir un elemento son más efectivas, sereducen los costes globales y aumenta la abilidaddel equipo. Cuando la producción exige que unequipo sea totalmente operativo, el mantenimiento preventivo le asegura a la dirección de fabricación

que el trabajo se realizará como está previsto.El mantenimiento está basado en un conjunto

sosticado de actividades que utiliza métodosespecícos. Sin embargo, en los últimos años,

se ha descubierto que algunos de los métodostradicionales aplicados a través del mantenimiento

preventivo, han causado a menudo más problemas

de los que han resuelto. Además, otro aspecto atener en cuenta es el retorno de la inversión que proporciona esta forma de mantenimiento.

Mantenimiento predictivo Elmantenimiento predictivo (MPd) está basado enla supervisión de la evolución de las condicionesde operación y de las características del equipofrente a unas tolerancias predeterminadas para

de esta forma predecir el posible funcionamientoincorrecto del equipo o sus averías. Se recogenlos datos de funcionamiento del equipo y seanalizan para ver tendencias en el rendimientoy en las características de los componentes. Lasreparaciones se hacen conforme son necesarias.

El mantenimiento predictivo suele requeriruna inversión importante en equipos desupervisión y en formación del personal. Sobretodo se utiliza en equipos de coste elevado o cuyo

funcionamiento es crítico. Los datos recogidos por los equipos de supervisión se analizanregularmente para determinar si los valores estándentro de los valores de tolerancia aceptables.Consulte la gura 2-3. Los procedimientosde mantenimiento se realizan si los valoressobrepasan los valores de tolerancia aceptables.El equipo se supervisa entonces detenidamentedespués de realizar los procedimientos demantenimiento. Si el problema vuelve a repetirse,

se analiza la forma de trabajar del equipo y eldiseño del mismo y se llevan a cabo los cambiosnecesarios.

Con un programa adecuado de mantenimiento predictivo, se suele reducir el mantenimiento preventivo. Algunas tareas de mantenimiento,como la lubricación o la limpieza, se realizancuando son realmente necesarias en vez deseguir un programa establecido. La termografíay las imágenes termográcas se pueden utilizar

para determinar el estado del equipo y, cuando setienen dudas sobre su estado, también se utiliza

para supervisar el equipo hasta el siguiente periodo de mantenimiento.




Una inspección de aceptación es la inspecciónque se realiza durante la puesta en marcha inicial delequipo, o durante la sustitución de un componente,

con el objeto de determinar el estado de partida delequipo. El estado inicial se utiliza para vericar lasespecicaciones de funcionamiento proporcionadas por el fabricante o para hacer comparaciones posteriores. Las inspecciones de aceptación de losequipos nuevos o reconstruidos son esenciales paraque los programas de mantenimiento predictivoresulten rentables.

Tanto si se instala un nuevo centro de controldel motores, un tejado, una línea de vapor o el

aislamiento de un edicio, la termografía es unaherramienta muy útil para documentar el estadoreal del equipo en el momento de la aceptación.Se puede utilizar una imagen termográca paradeterminar si la instalación se realizó de forma

adecuada. Si se detecta una deficiencia en lainstalación, puede corregirse de inmediato o, según permitan las circunstancias, supervisarse hasta que

se pueda programar un periodo de reparaciones.Independientemente de los programas demantenimiento utilizados en una empresa,el uso de la termografía y de las cámarastermográcas es muy benecioso. Cuando seutiliza para la resolución de problemas y elmantenimiento, las ventajas son la disminuciónde las paradas del equipo y un aumento deltiempo de funcionamiento. Otros grandes

benecios son la rentabilidad de la inversión

en cuanto a la abilidad del mantenimiento y elahorro de costes gracias a la reducción de horas detrabajo. Además, se evita en general la frustraciónde los técnicos de mantenimiento.

Mantenimiento predictivo LA ELIPSE INDICA EL INICIOO EL FIN DEL ESQUEMA

LA FLECHA INDICA LADIRECCIÓN

EL RECTÁNGULOCONTIENEINSTRUCCIONES

EL ROMBO

CONTIENEPREGUNTAS

COMIENCE ELPROGRAMA DE MANTENIMIENTO

PREDICTIVO

RECOGER

¿VALORESDENTRO DE

TOLERANCIAS?

¿DISEÑOCORRECTO?

ANALIZAR DISEÑO

CAMBIAR DISEÑO

ANALIZAR DATOS

REALIZAR PROCEDIMIENTOSDE MANTENIMIENTO

ANALIZAR APLICACIÓN

CAMBIAR APLICACIÓN¿APLICACIÓNCORRECTA?

¿EL PROBLEMAPERSISTE?

SÍ

NOSÍ

SÍ

SÍ

NO

NO

NO

Figura 2-3. El mantenimiento predictivo se utiliza sobre todo en equipos de elevado coste o cuyofuncionamiento es crítico en una instalación.



13

Las cámaras termográficas se pueden utilizar para realizar una gran variedad de tareas en

entornos industriales y comerciales. Muchas de estas tareas se llevan a cabo en zonas donde

normalmente existe riesgo, como en equipos eléctricos con corriente o en zonas altas. Para realizar

de forma segura y eficiente las tareas requeridas, se necesita una formación adecuada en el uso

de cámaras termográficas así como la implementación de normas de seguridad. Se utilizan variasnormas y procedimientos redactados en papel para poder proporcionar la formación apropiada.

Figura 3-1. Existen tres niveles de certificaciónpara termógrafos.

CUALIFICACIÓNY CERTIFICACIÓNDEL TERMÓGRAFOAprender a usar las cámaras termográficas

actuales es relativamente fácil. Por lo general, se

puede llegar a dominar con una formación básicay con práctica. Sin embargo, la interpretación

correcta de las imágenes térmicas suele ser

más difícil. No solo requiere formación en

la aplicación de la termografía sino también

formación complementaria y de más larga

duración, así como experiencia en el uso de

cámaras termográcas.

Es muy importante cualicar y certicar a los

termógrafos para obtener toda la rentabilidad de lainversión en termografía. Independientemente del

uso especíco de la tecnología, la cualicación del

termógrafo se basa en la formación, experiencia y

en las pruebas sobre una de las tres categorías de

la certicación. Consulte la gura 3-1.

Aunque la certificación del termógrafo

supone una inversión, se trata de una inversión

que, por lo general, tiene una gran rentabilidad.

No se trata solo de que el personal certicado

realice inspecciones de mayor calidad, si

no que además sus inspecciones sean más

coherentes técnicamente. Es más probable que

los termógrafos no certicados cometan errores

costosos y peligrosos. Estos errores suelen tener

graves consecuencias, como recomendaciones

imprecisas sobre la importancia de los problemas

descubiertos o que no se detecte ningún problema.

Aunque la cualicación apropiada es importante,

también los son los procedimientos de inspección

redactados en papel para obtener resultados de

alta calidad.


FORMACIÓN Y SEGURIDAD

Niveles de certicaciónde termógrafos

NIVEL1

Cualificado para recabar datos de altacalidad y clasificarlos por escrito concriterios de pasa/no pasa.

NIVEL2

Cualificado para configurar y calibrar elequipo, interpretar datos, crear informesy supervisar al personal del nivel 1.

NIVEL3

Cualificado para desarrollarprocedimientos de inspección,interpretar códigos relacionados coneste ámbito y gestionar un programaque incluya supervisión o formación

y realización de comprobaciones.




CONSEJO TÉCNICO

En los EE. UU., la certicación la emite

el empleador en cumplimiento de las normas

de la American Society for Nondestructive

Testing. La American Society for NondestructiveTesting (ASNT) es una organización que ayuda

a crear entornos más seguros al ofrecer sus

servicios a los profesionales dedicados a la

realización de comprobaciones no destructivas

así como a promocionar las tecnologías de

comprobaciones no destructivas mediante

publicaciones, certicaciones, investigaciones

y conferencias. En otras partes del mundo, la

certicación la realiza el organismo certicadorcentral de cada país que cumple con las

normas de la International Organization for

Standardization. La International Organization

for Standardization (ISO) es una organización

internacional no gubernamental compuesta por

las instituciones de normalización nacionales de

más de 90 países.

Bajo los dos modelos, la cualicación se

basa en la formación apropiada, tal y como

se describe en los documentos de las normas

pertinentes. También se requiere un periodo de

experiencia para la cualicación y un examen

teórico y práctico.

especiales para aplicaciones específicas. Por

ejemplo, los termógrafos que inspeccionan sistemas

eléctricos tienen un riesgo mayor de exposición a

choques eléctricos y arcos de tensión.En muchos casos, inspeccionan equipos con

carga eléctrica que, justo después de que el cuadro

haya sido abierto, pueden desencadenar un arco

fase a fase o fase a tierra. Un arco de tensión es

una descarga de temperatura extremadamente

alta producida por un fallo eléctrico en el aire.

Las temperaturas de los arcos de tensión pueden

alcanzar los 19.427°C.

Unchoque eléctrico por arco de tensión es una

explosión que ocurre cuando el aire que rodea al

equipo eléctrico se ioniza y se hace conductor. El

riesgo de choque eléctrico por arco de tensión es

máximo para sistemas eléctricos de 480 V o más.

El perímetro de protección frente a arcos es

la distancia recomendada a la que se necesita

el equipo de protección individual (PPE), para

prevenir quemaduras si se produjeran arcos de

tensión. Consulte la gura 3-2. Aún cuando

un circuito que se está reparando no deberíaestar nunca conectado a la red eléctrica, existe la

posibilidad de que haya circuitos cercanos que

todavía estén conectados dentro del perímetro

de protección frente a arcos. Por esta razón, se

deben usar barreras protectoras, como mantas de

aislamiento, junto con el equipo de protección

individual como medidas de protección frente a

arcos de tensión. Sin embargo, las consecuencias

de un choque eléctrico por arco de tensión suelenser mortales y tener un coste elevado. La seguridad

se debe tener en cuenta en todo momento.

Aunque el riesgo de choque eléctrico por

arco de tensión se reduce al mínimo no abriendo

la cubierta o la puerta del cuadro, esto también

imposibilita la mayor parte del benecio de la

termografía, ya que no se puede ver a través de

los paneles de los cuadros.Consulte la gura 3-3.

Sin embargo, en la actualidad se instalan muchos

cuadros con ventanas especiales transparentes a los

infrarrojos o con puertas de visualización. Estos

elementos pueden reducir el riesgo de formación

de arcos de tensión y dan buenos resultados.

Antes de llevar a cabo la inspección térmica,

el termógrafo debería pasar previamente por

la ruta de inspección planicada para vericar su eficiencia y para identificar los riesgos

potenciales de seguridad.

SEGURIDAD EN EL LUGARDE TRABAJO Una parte de cualquier programa de certicación

es tomar conciencia de los peligros inherentes a la

termografía así como de las técnicas y habilidadesnecesarias para garantizar la seguridad en el lugar de

trabajo. El sentido común determina mucho de lo que

constituye una práctica segura de trabajo pero con

frecuencia se deben tomar medidas de precaución



Capítulo 3 — Formación y seguridad 15

Cuando hay que abrir los cuadros, se deben

desarrollar procedimientos, implementarlos ycumplirlos rigurosamente con el objeto de reducir

al mínimo el riesgo de formación de arcos detensión. La norma 70E de la agencia NationalFire Protection Association (NFPA) de EE. UU. ,es una de las distintas normas que pueden resultarútiles para desarrollar tales procedimientos.

Las inspecciones eléctricas rutinarias puedenser mucho más seguras y efectivas cuando

se realizan en equipo. El equipo puede estar

formado por dos personas, por ejemplo, el

termógrafo y la persona cualicada que abre

el cuadro, mide las cargas y cierra sin riesgo el

cuadro una vez que se ha completado el trabajo.

Una persona cualicada es una persona que

tiene conocimientos teóricos y prácticos sobre

la composición y funcionamiento del equipoeléctrico y que ha recibido la formación adecuada

sobre riesgos laborales.

Por lo general, el trabajo de inspección de

edicios implica menos riesgos. Sin embargo,

también hay riesgos como cuando se accede a

sótanos de poca altura y a áticos. También se

deben tomar precauciones cuando se trabaja en

obras que todavía están en marcha.Los termógrafos que trabajan en entornos

industriales siempre deben tener en cuentalos peligros asociados, como traspiés, caídas

potenciales o los peligros al entrar en espacios

cerrados. También es posible que se requiera ropa

reectante en muchos entornos. En los tejados, se

debe tener en cuenta el riesgo de caídas, no solo en

los bordes, sino también en cualquier simple cambio

en la pendiente, o sobre la cubierta de un tejado

estructuralmente débil. El trabajo que haya que

realizar sobre tejados no debe hacerse nunca solo.Además, se deben tomar medidas de

precaución especiales en horario nocturno. Un

termógrafo podría sufrir de ceguera nocturna al

ver una imagen térmica en la pantalla brillante de

Figura 3-2. El

perímetro de protección frente a arcos es la distancia recomendada a la que debeadaptarse el equipo de protección individual, para prevenir quemaduras si se produjeran arcos de

Figura 3-3. Cuando es necesario abrir cuadroseléctricos, deben desarrollarse procedimientos,implementarlos y cumplirlos rigurosamente con elobjeto de reducir al mínimo el riesgo de formaciónde arcos de tensión.

Perímetros de protección frente a arcos

Sistema nominal(tensión, rango, fase a

fase*)

Perímetro de acercamiento límitePerímetro de acercamiento

restringido (para

movimientos accidentales)

Perímetro deacercamiento

prohibidoConductor móvilexpuesto

Parte del

circuito-fijoexpuesto

0 a 50 N/A N/A N/A N/A

51 a 300 3 m 1 m Evitar contacto Evitar contacto

301 a 750 3 m 1 m 30 cm 2,5 cm

751 a 15.000 3 m 1,5 cm 65 cm 20 cm* en V

Cuadros eléctricos

PUERTAS ABIERTASDEL CUADRO

ELÉCTRICO

FUSIBLESELÉCTRICOS




un sistema de termografía. La ceguera nocturna

es un estado que se produce cuando los ojos

del termógrafo se adaptan para ver una pantalla

luminosa brillante y, como resultado, no estánadaptados para ver un objeto oscuro.

Los accidentes suelen producirse cuando

el trabajo no se planica, o cuando cambia la

naturaleza del trabajo programado sin que este

cambio se reeje en el programa. Siempre se debe

desarrollar y seguir un plan de trabajo seguro.

Cuando cambian las circunstancias, se debe volver a

evaluar el plan para hacer los cambios necesarios.

La Occupational Safety and Health

Administration (OSHA) es una agencia estatal

de los EE. UU., constituida en aplicación de la

Ley sobre Salud y Seguridad Ocupacional de

1970 (Occupational Safety and Health Act), que

exige a los empleadores proporcionar un entorno

seguro a sus empleados. Por ejemplo, la OSHA

exige que las zonas de trabajo se despejen de

cualquier elemento de riesgo que pueda causar

lesiones graves. El gobierno de los EE. UU. hace

cumplir las disposiciones de la OSHA, y cualquier plan sobre riesgos laborales puede desarrollarse

siguiendo las directrices de la OSHA.

REDACCIÓN DE NORMAS YPROCEDIMIENTOS DE INSPECCIÓN

Los procedimientos de inspección por escrito

son esenciales para producir resultados de gran

calidad. Por poner un ejemplo, intentar hacer

un bizcocho sin receta es mucho más difícil

que hacerlo con receta. Los procedimientos

de inspección en papel se podrían considerar

“recetas para el éxito”.

La creación de estas “recetas para el éxito”,

aunque supone una inversión, no tiene por qué

ser difícil. Por lo general, resulta práctico implicar

a un pequeño grupo de personas con experienciaen procesos de inspección, a n de contar con

diferentes puntos de vista y de cubrir varias áreas

de especialidad y responsabilidades. Una vez que

se ha redactado el procedimiento de inspección,

debería comprobarse exhaustivamente y ser

revisado periódicamente por personal certicado,

para garantizar que continúa observando las

prácticas recomendadas.

Existen muchas normas de inspecciónque pueden servir de base para la redacción

de procedimientos de inspección simples.

Por ejemplo, varios comités de profesionales

han trabajado tanto con la ISO como con la

American Society of Testing Materials (ASTM)

International para desarrollar un buen número

de normas a este respecto. La American Society

of Testing Materials (ASTM) International es

una asociación técnica y el principal promotor

de normas voluntarias, información técnica

relacionada y servicios para impulsar la salud

y seguridad públicas. La ASTM International

también contribuye a la abilidad de productos,

materiales y servicios.

Estas normas ayudan a determinar el

rendimiento de los sistemas infrarrojos. También

describen cuáles son las mejores prácticas para

la inspección de aislamientos en edificios,

fugas de aire, sistemas eléctricos y mecánicos,tejados y plataformas de los puentes de las

autopistas. También se pueden utilizar las normas

complementarias de otras organizaciones de

Las inspecciones térmicas de equipos eléctricos

de alta tensión necesitan realizarse a una

distancia de seguridad.



Capítulo 3 — Formación y seguridad 17

normalización presentes en otros países. Por

ejemplo, muchas tienen normas que regulan la

seguridad eléctrica y que tienen una aplicación

directa en el trabajo de los termógrafos queinspeccionan sistemas eléctricos.

Debido a la enorme variedad de cámaras

termográcas disponibles actualmente y a la

amplia gama de precios, la tecnología infrarroja

se ha hecho muy accesible. Sin embargo, las

Figura 3-4. Existen distintas cámaras termográficas disponibles para las distintas aplicacionese inspecciones.

organizaciones que invierten en el desarrollo

de programas sólidos de termografía con

procedimientos de inspección y personal

cualicado, cuentan con una ventaja adicional. Normalmente, disfrutarán de benecios a largo

plazo que no tendrán otras organizaciones.Consulte la gura 3-4.


PARA MANTENIMIENTO GENERAL,RESOLUCIÓN DE PROBLEMASE INSPECCIONES BÁSICAS

PARA APLICACIONES ESPECIALIZADAS,

COMPLEJAS O INTENSIVAS QUE REQUIERENUNA DETECCIÓN MÁS PRECISA Y FUNCIONESDE ANÁLISIS






19

La teoría y la ciencia de la termodinámica se basan en las variaciones de las transferencias

de calor entre distintos materiales. Las cámaras termográficas hacen sus lecturas

basándose en los principios básicos de la termodinámica. Los técnicos deben ser capaces

de entender las limitaciones de la termografía y de las cámaras termográficas cuando hacen

lecturas de las distintas estructuras, equipos y materiales.

TERMODINÁMICA BÁSICA La termodinámicaes la ciencia que estudia cómo

la energía térmica (calor) se mueve, transforma

y afecta a la materia. Para utilizar los equipos

infrarrojos actuales, es esencial entender los

principios básicos tanto de la transferencia de

calor como de la física de la radiación. Pesea la extraordinaria capacidad de los equipos

modernos, todavía no pueden pensar por sí solos.

El valor de los equipos modernos va en función

de la habilidad del técnico para interpretar los

datos, lo cual requiere una compresión práctica

de los principios básicos de la transferencia de

calor y de la física de la radiación.

La energía es la capacidad de realizar trabajo.

La energía se maniesta de varias formas. Porejemplo, una central termoeléctrica de carbón

transforma la energía química del combustible

fósil en energía térmica por combustión. Esta

energía, a su vez, produce energía mecánica o

movimiento en un generador de turbina que se

transforma entonces en energía eléctrica. Durante

estas transformaciones, aunque la energía pasa

a ser más difícil de aprovechar, no se pierde

energía alguna.

La primera ley de la termodinámica es una

ley de la física que dice que cuando el trabajo

mecánico se transforma en calor, o cuando el calor

se transforma en trabajo, la cantidad de trabajo y

de calor son siempre iguales. El hecho de que el

calor (o energía térmica) sea un subproducto en

casi todas las transformaciones de energía supone

una ventaja para los técnicos. La energía ni se crea

ni se destruye, solo se transforma.

La temperaturaes una medida del calor o frío

relativo de un objeto en relación a otro. Todos

hacemos de manera inconsciente comparaciones

con nuestra temperatura corporal o la temperatura

ambiente del aire y los puntos de ebullición y

congelación del agua.

La segunda ley de la termodinámica dice

que cuando existe una diferencia de temperatura

entre dos objetos, la energía térmica se transere

de las zonas más calientes (mayor energía) a las

zonas más frías (menor energía) hasta alcanzar

el equilibrio térmico. Una transferencia de calor

tiene como resultado o bien una transferencia

de electrones o bien un aumento de la vibración

atómica o molecular. Esto es importante porque

estos efectos son los que se miden cuando se

mide la temperatura.

MÉTODOS DE

TRANSFERENCIA DE CALORLa energía térmica se puede transferir por tres

métodos distintos: conducción, convención

o radiación. Cada método se puede describir

TEORÍA APLICADA A LA PRÁCTICA





como estado estable o inestable. Durante una

transferencia en estado estable, la velocidad

de transferencia es constante y no cambia de

sentido en función del tiempo. Por ejemplo,una máquina totalmente caliente con una carga

constante transere el calor a una velocidad

estable a su entorno. En realidad, no existe el ujo

de calor estable perfecto. Siempre hay pequeñas

fluctuaciones transitorias, pero por motivos

prácticos se suelen ignorar.

La conducción es la transferencia de energía

térmica desde un objeto a otro mediante el

contacto directo. Laconvección es la transferencia

de calor que se produce cuando las moléculas

se mueven y/o las corrientes de aire, gases o

uidos circulan entre las regiones calientes y

frías. La radiación es el movimiento del calor

que se maniesta cuando la energía radiante

(ondas electromagnéticas) se mueve sin que

exista un medio directo de transferencia. Cuando

una máquina se calienta o se enfría, el calor se

transere de manera inestable. La compresión de

estas relaciones es importante para los técnicos, porque el movimiento del calor suele estar

estrechamente relacionado con la temperatura

de un objeto.

Concepto de capacidadtérmica

La capacidad térmica es la propiedad de un

material para absorber y almacenar el calor.Cuando el calor se transfiere a velocidades

variables y/o en distintos sentidos, se dice que

es inestable.

Por otra parte, cuando varios materiales están

en estado inestable, se intercambian cantidades

distintas de energía conforme cambian de

temperatura. Por ejemplo, se necesita muy poca

energía para cambiar la temperatura del aire en

una habitación en comparación con la cantidad

necesaria para cambiar la temperatura del mismo

volumen de agua en una piscina. La capacidad

térmica describe la cantidad de energía que se

añade o se elimina para cambiar la temperatura

de un material. La rapidez o la lentitud con la que

se produce el cambio también dependen de cómo

se mueve el calor.

Aunque la capacidad térmica, que es larelación entre el calor y la temperatura, puede

crear confusión, también puede ser de provecho

para el técnico. Por ejemplo, se puede encontrar

el nivel de un líquido en un depósito gracias a

la diferencia entre la capacidad térmica del aire

y del líquido. Cuando un depósito se halla en

estado inestable, los dos materiales suelen tener

temperaturas diferentes.

Conducción La conducción es la transferencia de energía

térmica desde un objeto a otro mediante el

contacto directo. La transferencia de calor

por conducción se produce principalmente

en sólidos, y hasta cierto punto en uidos, ya

que las moléculas más calientes transeren su

energía directamente a las moléculas adyacentes

más frías. Por ejemplo, la conducción se puede percibir cuando se toca una taza de café caliente

o una lata de refresco fría.

El coeficiente con el que se produce la

transferencia de calor depende de la conductividad

de los materiales y de la diferencia de temperatura

(∆T o delta de temperatura) entre los objetos. Estas

sencillas relaciones están descritas formalmente

en la ley de Fourier. Por ejemplo, cuando se

coge una taza de café caliente con guantes, seintercambia muy poco calor en comparación a

cuando se hace con la mano desnuda. Una taza

de café templada no transere tanto calor como

una caliente al no ser tan grande la diferencia de

temperatura. De igual modo, cuando la energía

se transere a la misma velocidad pero a una

supercie mayor, se transere más energía.

Un conductor es un material que transere

calor con facilidad. Por lo general, los metales son

grandes conductores del calor. Sin embargo, hasta

la conductividad de los metales puede variar en

función del tipo de metal. Por ejemplo, el hierro

no es tan buen conductor como el aluminio. Un



Capítulo 4 — Teoría aplicada a la práctica 21

aislante es un material que no es eciente en

la transferencia de calor. A los materiales que

no son ecientes en la transferencia de calor se

les conoce como aislantes. Normalmente sonmateriales simples, como espuma aislante o

ropa en capas, que contienen pequeñas bolsas de

aire y que ralentizan la transferencia de energía.

Consulte la gura 4-1.

Convección La convección es la transferencia de calor que

se produce cuando las corrientes circulan entre

las zonas calientes y frías de los uidos. Laconvección se produce tanto en líquidos como

en gases e implica el movimiento en masa

de moléculas a diferentes temperaturas. Por

ejemplo, las nubes son un ejemplo de convección

producida a gran escala donde las masas de aire

caliente suben y las de aire frío bajan. A pequeña

escala, la convección se da cuando se vierte leche

fría en una taza de café caliente, yéndose la leche

al fondo de la taza.

Figura 4-1. Las paredes vienen provistas con material aislante para controlar la transferencia de calor.Cuando los aislantes no están bien colocados se produce una transferencia de calor no controlada.

La transferencia de calor por convección

también queda determinada en parte por las

diferencias de temperatura y superficie. Por

ejemplo,el radiador de un motor grande transere

más calor que el de un motor pequeño debido a su

mayor supercie. Hay otros factores que también

afectan a la transferencia de calor por convección:

la velocidad del uido, la dirección del ujo y

el estado de la supercie del objeto. El radiador

de un motor que está bloqueado por el polvo

no transere el calor con la misma eciencia

que un radiador limpio. Como en el caso de la

conducción, la mayoría de nosotros tenemos un

buen sentido práctico de estas relaciones, que

fueron descritas más formalmente en la ley de

enfriamiento de Newton. La convección se da

naturalmente cuando los uidos más calientes

suben y los más fríos bajan, como ocurre en los

tubos de enfriamiento de los transformadores de

aceite. Consulte la gura 4-2.

Aislantes

PARED

LAS ZONAS DE COLOROSCURO INDICAN DONDE ESMAYOR LA TRANSFERENCIADE CALOR

LAS ZONAS DE COLORCLARO INDICAN DONDE ESMENOR LA TRANSFERENCIADE CALOR (AISLAMIENTO)




Figura 4-2. La convección natural ocurre cuando el aceite caliente sube y el aceite frío baja, comopasa en los tubos de enfriamiento de un transformador de aceite.

Cuando se fuerza la convección, como

con el uso de bombas o ventiladores, las

relaciones naturales se suelen sobrepasar porque

la convección forzada puede resultar bastante

potente. Cuando el viento sopla, sentimos más

frío, lo que prueba que perdemos calor a mayor

velocidad que cuando el viento no sopla. El

viento también tiene una fuerte inuencia sobre

los objetos que se inspeccionan con las cámaras

termográcas.

Radiación La radiación es la transferencia de energía,

como el calor, que se produce entre dos objetos

a la velocidad de la luz mediante energía

electromagnética. La radiación se puede dar

incluso en el vacío, ya que no necesita ningún

medio de transferencia. La sensación de calor

producida por el sol en un día frío es un ejemplo

de energía electromagnética.

La energía electromagnética es radiación

en forma de ondas con propiedades eléctricas y

magnéticas. La energía electromagnética puede

presentarse de varias formas, por ejemplo,

como luz visible, como ondas de radio y como

radiación infrarroja. La diferencia principal entre

estas formas es su longitud de onda. Mientras

que el ojo humano puede detectar longitudes de

onda conocidas como luz visible, las cámaras

termográficas detectan longitudes de onda

conocidas como calor irradiado (o radiación

infrarroja). Cada longitud de onda se sitúa en una

zona diferente del espectro electromagnético.

La ecuación de Stefan-Boltzmann describe

las relaciones que permiten que el calor se

transmita en forma de radiación. Todos los

objetos irradian calor. Como en el caso de la

conducción y la convección, la cantidad neta de

energía radiada depende de la supercie y de las

diferencias de temperatura. Cuando más caliente

está un objeto, más energía irradia. Por ejemplo,

cuando el quemador de una cocina se calienta,

irradia más energía que cuando está frío.

La radiación térmica es la transmisión de

calor mediante ondas electromagnéticas. El rasgo

Convección natural

TUBOS DE ENFRIAMIENTO

TRANSFORMADOR DEACEITE (REFRIGERADO PORCONVECCIÓN NATURAL, ELACEITE CALIENTE CIRCULA HACIALOS TUBOS DE ENFRIAMIENTO)

EL PATRÓN NORMAL DE CIRCULACIÓNMUESTRA EL ACEITE CALIENTE (MÁSCLARO) EN LA PARTE SUPERIOR Y ELACEITE MÁS FRÍO (MÁS OSCURO) EN

LA PARTE INFERIOR DE LOS TUBOS.

LOS TUBOS DE COLOROSCURO INDICAN DONDEHAY ESCASA O NINGUNACIRCULACIÓN DE ACEITE




más distintivo de las ondas es la longitud de onda.

Aunque existe radiación electromagnética visible

al ojo humano (luz visible), el calor irradiado solo

es visible a través de sistemas termográcos. Elespectro electromagnético es el rango de todos los

tipos de radiación electromagnética clasicados

por longitud de onda.Consulte la gura 4-3.

Figura 4-3. El espectro electromagnéticoes el rango de todos los tipos de radiaciónelectromagnética en función de la longitud de

Concepto de conservaciónde la energíaLa luz visible y la radiación infrarroja se comportan

de forma similar cuando interaccionan con otrosmateriales. La radiación infrarroja se refleja

en algunos tipos de supercie, como la placa

metálica bajo el quemador de una cocina. Con

las cámaras infrarrojas se pueden ver los reejos

tanto de los objetos calientes como de los fríos en

algunas supercies, por ejemplo, la de los metales

brillantes, conocidos como “espejos térmicos”. En

unos pocos casos, la radiación infrarroja se puede

transmitir a través de una supercie, como en elcaso de las lentes de una cámara termográca. La

radiación infrarroja también puede ser absorbida

por una supercie, es el caso de una mano próxima

a un quemador de cocina caliente. En este caso, un

cambio de temperatura implica que la supercie

emita más energía.

La transmisión es el paso de energía radiante

a través de un material o estructura. La radiación

infrarroja también puede ser absorbida en unasupercie, provocando un cambio de temperatura

y el aumento de la emisión de energía desde

la superficie del objeto. La absorción es la

interceptación de energía radiante. La emisión

se refiere a la descarga de energía radiante.

Aunque un sistema de termografía por infrarrojos

puede hacer una lectura de la radiación reejada,

transmitida, absorbida y emitida, solo la energía

absorbida y emitida afecta a la temperatura de la

supercie. Consulte la gura 4-4.

La rugosidad de una supercie determina el

tipo y el sentido del reejo de la radiación. A las supercies lisas se las conoce como reectores

especulares, mientras que a las rugosas o con

patrones se las conoce como reectores difusos.

CONSEJO TÉCNICO

Espectro electromagnético

RADIACIÓN DERAYOS GAMMA

RADIACIÓN DERAYOS X

RADIACIÓNDE LUZULTRAVIOLETARADIACIÓN DELUZ VISIBLE

RADIACIÓNINFRARROJA

RADIACIÓN DEMICROONDAS

RADIACIÓNDE ONDAS DERADIO

10-12m

106m




Ti25 IRFUSION TECHNOLOGY

Figura 4-4. La radiación puede ser reflejada,

transmitida, absorbida o emitida.

Por otro lado, la cantidad de calor irradiado

por una supercie queda determinada por la

eciencia con la que la supercie emite energía.

La mayoría de los materiales no metálicos,

como supercies pintadas o la piel humana,

emiten energía ecientemente. Esto signica

que conforme la temperatura aumenta, irradian

mucha más energía, como el caso del quemador

de cocina.

Otros materiales, como el caso de metales

sin pintar o que no están fuertemente oxidados,

son menos ecientes a la hora de irradiar energía.

Cuando se calienta una superficie metálica

desnuda, el aumento de la transferencia de

calor radiante es pequeño comparativamente,

por lo que resulta difícil de distinguir entre una

superficie metálica fría y una caliente tanto

para nuestros ojos como para un sistema de

termografía. Los metales desnudos suelen tener

una baja emisividad (eciencia de emisión baja).

La emisividad se describe con un valor que varía

entre 0,0 y 1,0. Una supercie con una valor de

0,10, el usual para el cobre brillante, emite poca

energía en comparación con la piel humana, con

una emisividad del 0,98.Uno de los retos de utilizar una cámara

termográca es que estos instrumentos pueden

mostrar la energía que normalmente es invisible al

ojo humano. A veces esto puede resultar confuso.

No se trata solo de que las supercies con baja

emisividad, como el caso de los metales, emitan

energía ineficientemente, sino que también

reejan su entorno térmico. La lectura de una

supercie obtenida con un sistema de termografía

muestra en la imagen una combinación de la

radiación infrarroja emitida y de la reejada.

Para comprender la imagen mostrada, el técnico

debe entender cuál es la energía emitida y cuál

es la reejada.

Existen otros factores que también pueden

afectar a la emisividad de un material. Además

del tipo de material, la emisividad también

puede variar con el estado de la supercie, la

temperatura y la longitud de onda. La emisividadefectiva de un objeto también puede variar con el

ángulo de visión. Consulte la gura 4-5.

No es difícil caracterizar la emisividad de la

mayoría de los materiales que no son metales

brillantes. Existen muchos materiales que han

sido caracterizados, y sus valores de emisividad

se pueden consultar en tablas de emisividad.

Estos valores de emisividad deberían utilizarse

únicamente de forma orientativa. Puesto que laemisividad exacta de un material puede variar

respecto a estos valores, un técnico cualicado

también necesita entender cómo medir el valor

real. Consulte la gura 4-6.

Las cavidades, los huecos o los orificios

emiten más energía térmica que las supercies

que los rodean. Esto también es cierto para la

luz visible. La pupila del ojo humano es negra

porque es una cavidad, por lo que absorbe la luz

entrante. Cuando una supercie absorbe toda la

luz decimos que es “negra”. La emisividad de

una cavidad estará cercana a 0,98 cuando sea

siete veces más profunda que ancha.

Reexión, transmisión,absorción y emisión

ABSORCIÓN

EMISIÓN

REFLEXIÓN

TRANSMISIÓN





Figura 4-5. La emisividad puede verse afectada por el tipo de material, el estado de la superficie,la temperatura o la longitud de onda.

Temperatura de supercie Normalmente, debido a los patrones de

temperatura de superficie de la mayoría delos objetos (ya que son opacos), los técnicos

tienen que interpretar y analizar estos patrones y

relacionarlos con las temperaturas y estructuras

internas de los objetos. Por ejemplo, la pared

exterior de una casa mostrará patrones de

varias temperaturas, pero la tarea del técnico

es relacionarlas con la estructura y la eciencia

térmica de la casa. Para hacer esto con precisión,

se hace necesaria una compresión básica de laforma en la que se mueve el calor a través de

los diferentes componentes y materiales de la

pared.

En épocas de frío, el calor del interior de la

casa se transere a través de la estructura de la

pared hacia la supercie exterior. Después la

supercie encuentra el equilibrio térmico con su

entorno. Esto es lo que los técnicos pueden ver

de la supercie con una cámara termográca,

y deben interpretar lo que esta muestra. Estas

relaciones pueden ser con frecuencia bastante

complejas, pero en muchos casos la mejor manera

Figura 4-6. Los valores de emisividad paramuchos materiales habituales se puedenencontrar en tablas de emisividad.

Emisividad

EL CONDUCTOR CON AISLANTETIENE UNA EMISIVIDAD ALTA(CALOR EMITIDO)

LA PARTE TRASERA DEL PANELTIENE UNA EMISIVIDAD BAJA(CALOR REFLEJADO)

EMISIVIDAD AFECTADA POREL TIPO DE MATERIAL, ELESTADO DE LA SUPERFICIE, LATEMPERATURA Y LA LONGITUD

Valores deemisividad de materiales comunes

Material Emisividad*

Aluminio, pulido 0,05Ladrillo, común 0,85Ladrillo, refractario, basto 0,94Hierro fundido, fundiciónesbozada 0,81

Hormigón 0,54Cobre, pulido 0,01Cobre, negro oxidado 0,88Cinta aislante, plástico negro 0,95

Vidrio 0,92Barniz, Bakelite 0,93Pintura, sintética normal 0,94Papel, negro, mate 0,94Porcelana, vidriada 0,92Goma 0,93Acero, galvanizado 0,28Acero, muy oxidado 0,88Papel de alquitrán 0,92Agua 0,98

*La emisividad de la mayoría de los materiales se mide a 0°Cpero no varían mucho a temperatura ambiente.




de entenderlas es a través del sentido común y la

consideración de conceptos cientícos básicos.

EmisividadLas lecturas de una imagen térmica de metales

que no están pintados o que están poco

oxidados resultan muy difíciles, ya que emiten

poco y reejan mucho. Tanto si solo estamos

considerando los patrones térmicos o como

si estamos realmente haciendo una medida

radiométrica de la temperatura, necesitamos tener

en cuenta estos factores. En muchas cámaras

termográficas, se pueden hacer correcciones

tanto de la emisividad como de la temperatura

reejada de fondo. Se han desarrollado tablas

de corrección de la emisividad para muchos

materiales.

Aunque las tablas de corrección de la

emisividad pueden resultar útiles para entender

cómo se comportará un material, la realidad es

que, cuando se hace una corrección en la mayoría

de las supercies de baja emisividad, el margende error puede ser inaceptablemente grande. Las

supercies de baja emisividad deben alterarse

de algún modo, por ejemplo cubriéndolas

con cinta aislante o pintura, con el objeto de

aumentar la emisividad. Esto hace que tanto la

interpretación como la medida sean precisas y

resulten prácticas.

PRECISIÓN EN LA MEDIDADE TEMPERATURASLa precisión de los instrumentos actuales de

medida por infrarrojos es bastante alta. Cuando

se observan supercies moderadamente calientes

de alta emisividad dentro de la resolución de

medidas de un sistema, la precisión de la medida

normalmente es de ±2°C o del 2% de la medida

(aunque puede variar el función del modelo

de cámara termográca). Además, puesto que

los instrumentos de medida por infrarrojos no

necesitan estar en contacto con los objetos de

los que se toma la lectura, la tecnología infrarroja

tiene un enorme valor por la gran precisión de

sus medidas.

Puesto que la medida de la temperatura se basa en la detección de la radiación infrarroja, es

previsible que los siguientes factores reduzcan la

precisión de las medidas de temperatura:

• Valores de emisividad por debajo de 0,6

• Variaciones de temperatura de ±30°C

• Realización de medidas por encima de la

resolución del sistema (blanco muy pequeño

o muy lejano)• Campo de visión

Campo de visión (FOV)

El campo de visión (FOV) es una característica

que define el tamaño de lo que se ve en la

imagen térmica. La lente es el componente de

mayor inuencia en la conformación del campo

de visión, independientemente del tamaño dela matriz. Sin embargo, cuanto más grandes

sean las matrices mayor será la resolución,

independientemente de la lente utilizada, en

comparación con matrices más estrechas. En

algunas aplicaciones, como en subestaciones al

aire libre o dentro de un edicio, resultará útil

un campo de visión grande. Aunque se pueden

obtener los detalles sucientes con matrices más

pequeñas en el caso de un edicio, se necesitarámás cantidad de detalles para el trabajo en

subestaciones. Consulte la gura 4-7.

Campo de visión instantáneo

(IFOV)

El campo de visión instantáneo (IFOV) es la

característica utilizada para describir la capacidad

de una cámara termográca para resolver detallesespaciales (resolución espacial). Normalmente el

campo de visión instantáneo viene especicado

como un ángulo en miliradianes (mRad).




CONSEJO TÉCNICO

Todos los blancos de las cámaras termográcas irradian

energía que puede medirse en el espectro infrarrojo.Conforme se calienta el blanco, se irradia mayor

energía. Los blancos muy calientes irradian la suciente

energía como para que la pueda ver el ojo humano.

Figura 4-7. El campo de visión (FOV) es una característica que define la superficie que se ve en laimagen térmica cuando se utiliza una lente específica.

Cuando se proyecta desde un detector a través

de una lente, el campo de visión instantáneo da

el tamaño de un objeto que puede verse a una

cierta distancia.

El Campo de Visión Instantáneo de medida

o IFOVm es la resolución de la medida de una

cámara termográca que describe el tamaño

mínimo que debe tener un objeto para que puedamedirse a una distancia concreta. Consulte la

gura 4-8.El IFOm se expresa también como un

ángulo (en mRad) aunque generalmente es tres

veces mayor que el Campo de Visión Instantáneo

o IFOV. Esto se debe a que una cámara necesita

más información sobre la radiación del blanco

para medirlo que para detectarlo. Es muy

Campo de visión (FOV)

FOV ANCHO - LENTE GRAN ANGULAR

FOV NORMAL - LENTE ESTÁNDAR

FOV ESTRECHO - LENTE TELEOBJETIVO




importante entender y trabajar dentro de la

resolución espacial y de medida de cada sistema

particular. De no hacerlo así, se puede incurrir

en datos poco precisos o pasar por alto aspectosrelevantes.

Efectos ambientales La abilidad de una medida supercial, incluso

siendo exacta, puede reducirse signicativamente

cuando el gradiente térmico entre la supercie

visualizada y el foco de calor interno es elevado,

como ocurre en el caso de las conexiones internas

defectuosas en equipos eléctricos rellenados conaceite. Sencillamente, el técnico no verá mucho

cambio en la supercie conforme cambia la

conexión interna. Resulta sorprendente observar

que incluso objetos como las conexiones

eléctricas con pernos tienen gradientes elevados,

incluso en distancias pequeños. Por consiguiente,

se debe tener cuidado en todo momento alinterpretar una imagen térmica para entender cuál

será realmente el estado interno.

Se produce una disminución similar de la

abilidad cuando las inuencias externas sobre

la temperatura de la supercie son signicativas

o se desconocen. Por ejemplo, esto puede

ocurrir al visualizar el tejado de un edicio con

poca inclinación para detectar la entrada de

humedad cuando hace mucho viento. No se ven

muestras de humedad. La rma o patrón térmico

característico suele desaparecer. Las supercies

mojadas también pueden ser causa de confusión

cuando existe evaporación o congelación.

Figura 4-8. El Campo de Visión Instantáneo de medida o IFOVm es la resolución de la medida deuna cámara termográfica que determina el tamaño mínimo que debe tener un objeto para que puedamedirse su temperatura con precisión a una distancia concreta. El Campo de Visión Instantáneo (IFOV)

es parecido a ver una señal en la distancia mientras que el Campo de Visión Instantáneo de medida(IFOVm) es parecido a leer una señal, bien porque está más cerca o porque es más grande.

Resolución espacial y de medida

IFOV DE MEDIDA (RESOLUCIÓN DEMEDIDA)

CAMPO DE VISIÓN INSTANTÁNEO(RESOLUCIÓN ESPACIAL)



29

Figura 5-1. El “punto caliente” en una imagen térmicano siempre indica el problema principal. Es posible queel fusible superior se haya fundido y que también existaun problema con el fusible central.

Figura 5-2. En las condiciones adecuadas, sepuede detectar con facilidad el nivel de líquido de undepósito.

Figura 5-3. Un punto azul (u oscuro) en una imagentérmica muestra una humedad anormal en un techo.

Figura 5-4. Los patrones térmicos de color más claroy tenue en esta imagen térmica en formato imagen enimagen (PIP) del registro de un sistema de climatizaciónindican una fuga de aire excesiva en las conexionesde las tuberías.


IMÁGENES TÉRMICAS A COLORDE APLICACIONES




Figura 5-5. Los patrones térmicos anormales en unhorno de recocido pueden indicar la posible rupturadel aislamiento refractario.

Figura 5-6. El motor del ventilador de circulación enel lateral derecho de este horno de recocido puedepresentar un posible problema, puesto que está

funcionando a mayor temperatura que los demás.

Figura 5-8. Pese a que la imagen térmica de un motor y de su acoplamiento muestra patrones térmicos enambos lados que indican un problema de alineación del acoplamiento, en la imagen con luz visible no se puedeapreciar ningún problema.

Figura 5-7. En la imagen térmica se puede ver con facilidad una conexión donde hay una resistencia alta o elfuncionamiento incorrecto de un componente en un interruptor automático residencial, lo que no se puede apreciaren la imagen con luz visible.



Capítulo 5 — Imágenes térmicas a color de aplicaciones 31

Figura 5-9. Se puede utilizar la termografía paracontrolar el rendimiento del refractario en función deltiempo y detectar zonas con problemas en hornos de

cemento y otros equipos de transformación.

Figura 5-10. La termografía se puede utilizar paraver estructuras ocultas en los edificios así como otroselementos, como el muro de tierra en el exterior de este

pabellón deportivo.

Figura 5-11. El fallo del encendido en el cilindro de una planta termoeléctrica de combustión de gasóleo muestrapatrones térmicos diferentes y más fríos que los cilindros que funcionan con normalidad.

Figura 5-12. Las cámaras termográficas se puedenutilizar para explorar grandes edificios e instalacionesy localizar variaciones térmicas anormales que podríanseñalar posibles problemas.

Figura 5-13. La imagen térmica de un motor quefunciona con normalidad en un sistema de refrigeraciónpor aire muestra el calor que se disipa por las aberturasde ventilación.




Figura 5-14. La zona de color claro del bloque defusibles indica la posibilidad de un problema debido aresistencia elevada o un problema interno relacionado

con la fase central.

Figura 5-15. Una boquilla y una toma calientes en untransformador son una señal clara de problemas.

Figura 5-16. Una conexión con una resistencia altaen un puente de conexión (posiblemente debido a lacorrosión) puede tener consecuencias significativas sila carga aumenta.

Figura 5-17. Mediante el uso de una cámaratermográfica, se puede detectar fácilmente un problemacon un componente interno en un centro de control demotores (CCM).

Figura 5-18. Se podría pasar por alto un posibledesequilibrio de la carga en el fusible derecho a menosque se ajuste el nivel y el rango de la imagen.

Figura 5-19. Con el conocimiento apropiado sobreel equipo mecánico, un técnico puede realizarmuchas tareas de resolución de problemas y demantenimiento.




Figura 5-20.Los posibles problemas internos se hacenvisibles al comparar dos componentes similares bajolas mismas condiciones de carga.

Figura 5-21. Las cámaras termográficas se puedeutilizar para detectar un aislamiento húmedo relacionadocon la fuga de agua en un tejado con poca inclinación.

Si las condiciones son las adecuadas y la cubiertametálica del tejado está pintada, puede ser posibledetectar dichas firmas desde el interior.

Figura 5-22. El uso de colores saturados y de alarmasde color en una paleta de grises puede resultar útil paradeterminar las válvulas de agua caliente y de vapor queestén abiertas y funcionando correctamente.

Figura 5-23.Aunque dos grupos motor-bomba distintosmuestren patrones térmicos distintos, es posible queambos patrones estén indicando un funcionamientoaceptable.

Figura 5-24. Los patrones térmicos de una paredde bloques muestran la entrada de humedad por launión de las dos paredes, así como irregularidadesanormales en la construcción.

Figura 5-25. Las zonas de color oscuro muestran elrefrigerante pasando a través del serpentín de un aireacondicionado comercial de pared.




Figura 5-26. En la termografía, los efectos producidospor materiales de baja emisividad se hacen evidentesen la imagen de un camión cisterna metalizado. El metal

refleja el frío del cielo despejado y el calor que irradiala tierra en un día soleado.

Figura 5-27. La termografía se puede utilizar paradeterminar cuando un equipo no está funcionandocorrectamente. La imagen térmica del grupo motor-

bomba en la parte trasera indica que se ha detenidosin motivo aparente.

Figura 5-28. La tapa del rodamiento derecha de estaunidad de ventilación está significativamente máscaliente que la otra, lo que indica un posible problemade lubricación, alineación o de correas.

Figura 5-29. La termografía también se puedeutilizar incluso en aplicaciones como la resoluciónde problemas de un cable de calentamiento en unatubería exterior de agua, que no puede congelarsecuando hace frío.

Figura 5-30. Todo emite energía infrarroja, incluyendolos fríos glaciares de los picos montañosos.

Figura 5-31. La imagen térmica nocturna de un buquede contenedores muestra que se puede detectar elconducto de escape y la sala de máquinas inclusodesde grandes distancias.




Figura 5-32. En una foto con luz visible, son difíciles de identificar con claridad los detalles del perfil de la ciudad,o del cielo, en un día caluroso de verano. Sin embargo, mediante la termografía, se pueden ver fácilmente estos

detalles, así como los diferentes tipos de nubes en el cielo.

Figura 5-33. Incluso la detección de pequeñasvariaciones de temperatura de superficie puede indicarserios problemas, como un cable de neutro compartidoo una conexión a tierra incorrecta en una instalacióneléctrica. Esto puede hacer que el conductor metálicodel interior de la pared se caliente hasta tal punto queexista peligro de incendio.

Figura 5-34. La localización de problemas, como unpasador caliente y los extremos de la charnela de uninterruptor seccionador de alta tensión, puede sersimple cuando la carga es la adecuada y hay poco onada de viento.

Figura 5-35. Mediante el uso de cámaras termográficas se pueden detectar problemas a grandes distancias(izquierda). Para un análisis más detallado suele tener que trabajarse con una lente teleobjetivo o situándosemás cerca del equipo (derecha).




Figura 5-36. Un calentamiento anormal debido auna elevada resistencia en un desconectador suelerepresentar un problema grave y costoso, ya que

incluso a temperaturas relativamente bajas se puedenproducir daños.

Figura 5-37. Debido a que existen vías de flujo decorriente paralelas en muchos desconectadores, el“punto caliente” puede ser la firma térmica de una

conexión normal mientras que la parte más fría puedeindicar el problema real.

Figura 5-38. La falta de una pequeña parte delaislamiento de fibra de vidrio en un edificio puedecausar una fuga anormal de aire en los bordes deotras zonas.

Figura 5-39. Debido a un cerramiento deficiente, elaire caliente puede atravesar el aislamiento de fibrade vidrio como ha ocurrido en muchas secciones deeste edificio comercial.

Figura 5-41. El aire acondicionado puede fugarse porlas juntas de las tuberías de un sistema de climatizaciónhacia la pared por detrás del difusor.

Figura 5-40. Un transformador que parece funcionara mayor temperatura que otros en lo alto de unaestructura metálica, puede ser la señal de un posibleproblema.




Figura 5-42. Las zonas más calientes de la superficiede una caldera pueden estar provocadas por una averíaen el refractario, una fuga de aire o una combinación

de ambas.

Figura 5-43. La “paleta de saturación” de color rojomuestra claramente el mal ajuste de un aislamientode fibra de vidrio.

Figura 5-44. La conexión al portafusibles en el centrode control de motores (CCM) está más caliente delo normal.

Figura 5-45. Se puede comprobar rápidamente latemperatura de la carcasa del motor para determinarsi está funcionando con normalidad.

Figura 5-46. Se puede ver que este compresor de airemultietapa está funcionando correctamente al observarun aumento de la temperatura de cada etapa.

Figura 5-47. Se puede utilizar la termografía paradocumentar si una resistencia de calefacción dentrode un armario de control está llevando con normalidadsu función de reducir al mínimo los problemas decondensación.

G. McIntosh




Figura 5-48. La imagen térmica desde el exteriorde un edificio puede mostrar claramente zonas conproblemas, como las zonas más claras donde falta

aislamiento.

Figura 5-49. Las zonas donde no hay aislamientoaparecen como puntos calientes vistos desde el exteriordel edificio durante épocas de frío.

Figura 5-50. Los puntos calientes en el centro de lasventanas con doble acristalamiento pueden indicarpérdida de argón, utilizado como gas aislante, quenormalmente rellena el espacio entre los panales delas ventanas.

Figura 5-51. La termografía se puede utilizar paradocumentar la falta o el deterioro del aislamiento.

Figura 5-52. Un rodamiento anormalmente caliente enuna carretilla elevada puede conducir a un consumoexcesivo de energía así como al estiramiento de lacadena con el tiempo.

Figura 5-53. Una zona de aislamiento mojado en untejado aparece como un punto caliente en el tejado aprimera hora de la tarde, cuando las condiciones sonlas más óptimas para tomar imágenes térmicas.




Figura 5-54. Una olla de cocina de hierro fundidomuestra una firma térmica única conforme secalienta.

Figura 5-55. La zona de color claro de este interruptorautomático en aceite muestra que la conexión internaque va de la tapa de la boquilla a la barra de la boquilla

está más caliente de lo normal.

Figura 5-56. La zona de color claro indica el nivel deagua en un depósito de agua.

Figura 5-57. Usando una cámara termográfica, sepuede ver con facilidad el nivel de un depósito depropano.

Figura 5-58. La firma térmica de un transformadortrifásico de tipo seco indica que el cable principal queva a la fase de la izquierda está más caliente de lonormal.

Figura 5-59. Dos de las seis tapas de boquilla delinterruptor automático en aceite están más calientesde lo normal. Esto significa que su estado podría habersupuesto un gran coste de no haberse detectadoy reparado.




Figura 5-60. Un colector de vapor que funcionacorrectamente debería estar más caliente en laparte donde está el vapor y más frío en la zona de

condensación, tal y como se muestra en la imagen.

Figura 5-61. Es fácil ver el nivel de líquido de undepósito con una cámara termográfica cuando lascondiciones son óptimas.

Figura 5-62. Aunque el quemador de cocina aparezcacaliente, casi no se puede ver la llama en una imagentérmica de onda larga.

Figura 5-63. La presencia de muchas zonas calientesen la fachada de un edificio está asociada a la malainstalación del aislamiento de fibra de vidrio.

Figura 5-64. Aparte del aislamiento mojado, haymuchos objetos en un tejado que pueden tener unafirma térmica, por ejemplo, la salida de aire de unsistema de climatización.

Figura 5-65. Las firmas térmicas en tejados de unasola placa con aislamiento de espuma pueden sermás sutiles que las firmas encontradas en tejadosde obra.




Figura 5-66. Se puede utilizar la firma térmica para determinar el funcionamiento de cada etapa en una bombade dos etapas.

Figura 5-67.El rozamiento de la correa con la bandeja enun sistema de cinta transportadora crea un punto calienteen la firma térmica. La correa se había desalineadodebido al desgaste de un cojinete de rodillos próximo.Como resultado, el aumento del rozamiento provocó elsobrecalentamiento del motor de arrastre.

Figura 5-68.Una pérdida excesiva de calor puede estarprovocada por el aire caliente que pasa a través delaislamiento y puede suponer un problema importantey de elevado coste en muchos edificios aun cuandoestén provistos de aislamiento.

Figura 5-69. La colocación incorrecta del aislamientode espuma de relleno en un hueco de la paredpuede asentarse de este modo y no ofrecer todo elrendimiento que debiera.

Figura 5-70. La nariz de la cara de una persona sueleestar más fría que otras partes de la cara debido almenor flujo sanguíneo y a un mayor enfriamientoconvectivo.




Figura 5-71. Cuando un depósito está en transicióntérmica, los niveles de líquido y lodo suelen ser fácilesde detectar.

Figura 5-72. Cuando se abre un grifo de agua fríasobre un fregadero con agua caliente se producentransferencias de calor por convección.

Figura 5-73. La cúpula chapada en oro de un edificio histórico refleja el cielo relativamente frío.

Figura 5-74. Las zonas de color claro de la imagentérmica de una correa y sus poleas indican que esprobable que estén desalineadas.

Figura 5-75. Las zonas de color rojo de la imagenindican que varios cojinetes de los rodillos de la cintatransportadora están más calientes de lo normal.




Figura 5-76. La humedad puede penetrar a través dela fachada de piedra de la estructura de un edificio,haciéndolo vulnerable a posibles daños.

Figura 5-77. Esta imagen térmica muestra una válvulahidráulica abierta funcionando con normalidad.

Figura 5-78. El patrón de calentamiento del motor deuna bomba que funciona con normalidad tiene unafirma térmica uniforme.

Figura 5-79. En este sistema de vapor, las zonas decolor claro indican por donde se escapa el calor desdelas zonas sin aislamiento próximas a las válvulas.

Figura 5-80. El aire frío que se escapa por debajo deuna puerta deja un patrón tenue con forma de dedo.

Figura 5-81. La conexión eléctrica de la derecha deun grupo de servidores muestra un patrón térmico queindica que existe una conexión con una alta resistenciao que hay un problema en el cableado interno.




Figura 5-82. La zona de color vivo indica unaposible conexión con alta resistencia o el fallo de uncomponente en este panel de control de iluminación.

Figura 5-83. La diferencia de color a los lados deesta unidad condensadora en línea y de la válvula dederivación indica un funcionamiento normal.

Figura 5-84. Esta imagen térmica indica que eltransformador de la derecha puede tener una averíainterna.

Figura 5-85. La imagen térmica del compresor de unsistema de climatización que funcione con normalidadpuede mostrar amplias diferencias de temperatura entresus distintas partes y componentes.

Figura 5-86. La termografía se puede utilizar parahacer un seguimiento del calor en conexiones con altaresistencia en sistemas de control de baja tensión.

Figura 5-87. La humedad provocada por el drenajeinapropiado de un tejado puede penetrar en los bloquesde cemento y la fachada de un edificio.



45

La termografía se puede utilizar en aplicaciones como la inspección de equipos eléctricos

y de transformación así como para el diagnóstico de edificios. Son equipos eléctricos los

motores, los sistemas de distribución y las subestaciones. Son equipos de transformación los

equipos automatizados de fabricación y en líneas de ensamblaje. El diagnóstico de edificios

se refiere a la comprobación de humedades en tejados, la inspección del aislamiento de losedificios para encontrar fugas de aire y la detección de humedades. El aislamiento se compone

de materiales colocados en paredes, techos y suelos del cerramiento térmico de un edificio.

APLICACIONES ELÉCTRICAS Las cámaras termográficas se utilizan sobre

todo para la inspección de la integridad de los

sistemas eléctricos ya que sus procedimientos de

comprobación no necesitan el contacto directo yse pueden realizar rápidamente. La mayor parte

del trabajo termográco en aplicaciones eléctricas

es cualitativo, es decir, simplemente compara las

rmas térmicas de componentes similares. Una

rma térmica es una “fotografía” en un instante

del tiempo determinado del calor que sale, o que se

emite, desde un objeto. En el caso de los sistemas

eléctricos trifásicos es muy sencillo, puesto que en

condiciones normales las fases casi siempre tienenrmas térmicas de fácil compresión.

La termografía es particularmente efectiva

porque las averías de los equipos suelen tener

rmas térmicas claras y reconocibles. Además,

se pueden apreciar excepciones térmicas incluso

cuando se vea muy poco mediante la inspección

visual, si es que se ve algo. Una excepción térmica

es un estado anormal o de sospecha localizado

en un equipo. Aunque no siempre es posible

detectar las excepciones térmicas o entender

bien el origen del problema, no hay duda de que

el calor producido por la alta resistencia eléctrica

suele preceder a las averías eléctricas.

Cuando una o más fases o componentes

presentan una diferencia de temperatura, por

causas no relacionadas con el equilibro normal

de la carga, es posible que exista una excepción

térmica. Por ejemplo, una resistencia más alta delo normal provoca el calentamiento del punto de

conexión. Sin embargo, en una avería, y por ello

sin corriente eléctrica, los componentes pueden

aparecer más fríos.

Un cuadro eléctrico abierto puede implicar

un alto riesgo para el técnico. Por lo general, la

electrocución no suele ser un problema ya que la

termografía no necesita de contacto directo. Sin

embargo, sí existe la posibilidad de un choque

eléctrico por arco de tensión, especialmente a

480 V o más.

Por ejemplo, al abrir una puerta se puede

producir un arco de tensión si el pestillo es

defectuoso o se perturba el estado de objetos

presentes dentro del cuadro, como insectos y polvo

o restos de escombros. Esto puede provocar un

arco de tensión entre la fase y el neutro. Una vez

tiene comienzo, un arco de tensión puede alcanzar

temperaturas de más de 16.650°C en menos de

medio segundo. Los cuadros con componentes

eléctricos bajo tensión con corriente solo deberían

ser abiertos por personal autorizado y cualicado.

APLICACIONES TERMOGRÁFICAS





Los termógrafos deberían hacer todos los

esfuerzos posibles para entender y reducir

al mínimo el riesgo de choque eléctrico por

arco de tensión. Las agencias estatales enel ámbito internacional pueden informar

sobre los requisitos necesarios para reducir al

mínimo la formación de arcos de tensión. Estos

requisitos incluyen la formación pertinente en

riesgos laborales, procedimientos para realizar

inspecciones y conocimiento sobre el equipo

de protección individual (EPI) necesario. El

equipo de protección individual está diseñado

para amortiguar el posible daño provocado por

el intenso calor de un arco de tensión y suele

incluir protección para ojos, cabeza, piel y manos. Consulte la gura 6-1.

Las técnicas para la inspección de

sistemas eléctricos se basan en el sentido

común, la tecnología y las buenas prácticas

de mantenimiento. Siempre que sea posible,

Figura 6-1. El equipo de protección individual incluye protección de ojos, cabeza, piel y manos y estádiseñado para amortiguar el posible daño causado por el calor intenso y otros peligros provocadospor un arco de tensión.

los componentes y el equipo deberían recibir

corriente y ser visualizados directamente con una

cámara termográca.

En ocasiones, se tienen que hacer lasinspecciones desde una vista indirecta, como

en el caso de la caja de empalmes de un motor

o un cableado aéreo encerrado en una canaleta.

Aunque se puede tratar de una alternativa

necesaria en algunas situaciones, como en el caso

de un cableado aéreo, no se recomienda como

procedimiento habitual. Si no se puede abrir un

cuadro, los datos procedentes de la inspección

térmica pueden no ser sucientes por sí mismos.

Algunos equipos pueden tener un acceso tan

difícil y/o peligroso que hagan necesarias otras

medidas de inspección. Existen métodos de

inspección adicionales, como el uso de puertas

de visualización o ventanas transparentes al

infrarrojo, para conseguir una vista del interior

del cuadro. También se pueden utilizar otras

tecnologías como ultrasonidos.

Equipo de protección individual (EPI)

PROTECCIÓN OCULAR(GAFAS Y PANTALLA

PROTECTORA)

PROTECCIÓN DEMANOS (GUANTES)

PROTECCIÓN DE CABEZA(CASCO)

PROTECCIÓN DE LA PIEL(ROPA IGNÍFUGA)



Capítulo 6 — Aplicaciones termográcas 47

Para poder garantizar que todos los componentesy dispositivos se puedan ver, se requiere lacolocación estratégica de una ventana transparente

al infrarrojo. Una ventana transparente al infrarrojoes un dispositivo instalado en un cuadro eléctrico para posibilitar la transmisión de energía infrarroja para que pueda visualizarse con una cámaratermográfica. Las ventanas transparentes alinfrarrojo suelen permitir el uso de la termografíasin la necesidad de abrir las puertas o paneles delcuadro. Consulte la fgura 6-2.

Figura 6-2. Las ventanas transparentes alinfrarrojo se utilizan para permitir la transmisiónde la energía infrarroja hacia una cámaratermográfica sin tener que abrir las puertas o lospaneles del cuadro.

También es posible utilizar dispositivos que

detectan ultrasonidos. Los ultrasonidos son

sonidos producidos por una conexión eléctrica

defectuosa. Están fuera del rango de audiciónnatural pero se pueden detectar con dispositivos

de escucha especiales. Incluso un micro arco de

tensión en una conexión suele producir una rma

ultrasónica a través de una grieta o un oricio

pequeño en el cuadro.

Durante una inspección, se debe poner especial

atención a cualquier conexión eléctrica o punto decontacto eléctrico. Las conexiones eléctricas y los

puntos de contacto son susceptibles de calentarse

debido a resistencias anormalmente altas y son el

foco principal de averías del sistema.

También pueden detectarse los desequilibrios

de la corriente eléctrica entre las fases. Con

frecuencia se consideran normales, como en el

caso de un circuito de iluminación. Sin embargo,

pueden tener como resultado averías con un coste

elevado en otras partes de un sistema eléctrico,

como en un motor eléctrico que ha perdido una

fase o en cualquier circuito con una sobrecarga

de tensión.

Aunque las cámaras termográcas se utilizan

ampliamente en aplicaciones eléctricas, es muy

frecuente que se utilicen inadecuadamente y de

manera poco efectiva. Hay posibles problemas

que se pueden pasar por alto o que, cuando se

localizan, no son comprendidos correctamente por el técnico. Existen muchos factores, a parte

de la misma gravedad del problema, que pueden

inuir en la temperatura de supercie observada

a través de un sistema de termografía. Además,

no siempre se comprende bien la relación calor-

avería, especialmente a lo largo del tiempo.

Es bien sabido que la temperatura de una

conexión eléctrica varía conforme cambia la

carga. Se puede predecir la producción de caloren una conexión con alta resistencia (I2R), pero

predecir la temperatura que puede alcanzar es

mucho más difícil. Debido a esto, algunas normas

recomiendan que las inspecciones se realicen con

un mínimo del 40% de la carga o con la carga

máxima normal siempre que sea posible. Se debe

tener especial cuidado con las irregularidades

encontradas en equipos ligeramente cargados en

donde sea probable que la carga vaya aumentando

con el uso.

Cuando los cuadros no se puedan abrir

fácilmente y los componentes que estén

calentándose no se puedan ver directamente,

Ventanas transparentes al

infrarrojo EQUIPO

ELÉCTRICOPUERTA DEL

CUADRO

LA VENTANA TRANSPARENTE ALINFRARROJO PUEDE PERMITIRINSPECCIONES TÉRMICAS SIN ABRIRLA PUERTA DEL CUADRO




como en el caso del cableado aéreo encerrado,

el gradiente térmico entre el problema y la

supercie visualizada será normalmente muy

grande. El gradiente térmico es la diferenciaentre la temperatura real del foco de un problema

y la temperatura que se detecta o mide en la

supercie visualizada de la cámara termográca.

Una rma térmica supercial de tan solo 2,8°C

en un cableado aéreo encerrado puede estar

indicando una avería interna. Los dispositivos

en aceite, por ejemplo, los transformadores en

aceite, presentan gradientes térmicos parecidos

o incluso mayores.

La visualización de una imagen en pantalla

estando al aire libre también suele presentar

dicultades. Las condiciones lumínicas pueden

producir reflejos no deseados, reduciendola capacidad de ver con claridad los detalles

y matices capturados. Las inspecciones de

equipos al aire libre no se tienen que realizar

necesariamente por la noche aunque los días

claros y soleados puedan resultar en imágenes

confusas por el calentamiento solar. Esto es

especialmente cierto en el caso de componentes

de color oscuro como los aislantes cerámicos de

las líneas de alta tensión.

La obtención de datos térmicos ables sobre

un sistema eléctrico no siempre es tan simple

como parece. Incluso teniendo buenos datos

térmicos, muchos los usan incorrectamente

cuando establecen las prioridades sobre la

gravedad de los resultados de las comprobaciones.

Por ejemplo, con frecuencia la temperatura no es

un indicador able de la gravedad de un problema

ya que existen muchos factores que pueden tener

un efecto sobre la temperatura. Este hecho noevita que haya muchos que piensen erróneamente

que cuando más caliente esté un componente

con problemas, más grave será el problema en

comparación con otros componentes más fríos.

De la misma manera, también se da la falsa

creencia de que no existe un problema con un

componente o con una pieza de un equipo que

no está particularmente caliente. Se debe tener

especial cuidado al tomar e interpretar los datostérmicos para obtener el máximo provecho de la

tecnología termográca.

En vez de establecer las prioridades en

función de la temperatura únicamente, un

enfoque mucho más práctico es tener en cuenta

cómo interactúan todos los parámetros y cómo

afectan al componente problemático. Esto se

puede hacer simplemente con instrumentos de

medida o de manera más formal mediante el

análisis causa-origen usando herramientas de

análisis de ingeniería. Son muchas las ventajas de

llevar a cabo inspecciones eléctricas de la manera

adecuada y las empresas que logran esto con éxito

Para reducir la aparición de reejos no deseados

en la pantalla, hay visores extraíbles que se

pueden utilizar con las cámaras termográcas.

Se debe tener cuidado en las inspecciones

al aire libre cuando la velocidad del viento

sea de más de 8 km/h. Por ejemplo, los puntoscalientes del equipo deberían compararse con

cómo aparecerían si no hubiera viento. Puede

haber irregularidades que se enfríen por debajo

del umbral de detección hasta que haga menos

viento. Se puede encontrar este mismo tipo de

inuencia dentro de una instalación en donde

se hayan dejado abiertos los cuadros durante

un tiempo antes de realizar la inspección. Un

procedimiento de inspección adecuado requiereque la inspección se lleve a cabo con la mayor

rapidez y seguridad posibles después de abrir

un cuadro.




son capaces de eliminar prácticamente el tiempo

de inactividad no programado provocado por las

averías eléctricas.

APLICACIONES MECÁNICASY ELECTROMECÁNICAS Las inspecciones mecánicas y electromecánicas

cubren un amplio abanico de equipos. Ha

quedado demostrado el valor que tiene la

termografía en la inspección de equipos como

motores, engranajes y colectores de vapor. La

mayoría de estas aplicaciones son cualitativas. Laimagen térmica actual se compara normalmente

con la realizada previamente. Se registran

entonces las diferencias provocadas por un

cambio en el estado del equipo. El técnico debe

tener un conocimiento sólido de la transferencia

de calor para poder entender cómo funciona y se

avería un equipo.

Los motores se inspeccionan térmicamente

porque son muy susceptibles de tener averíasrelacionadas con el calor. Por ejemplo, la

mala alineación o el desequilibro del motor

normalmente tienen como resultado un

sobrecalentamiento. Aunque resulta útil mirar

la temperatura de supercie de la carcasa del

motor, los cambios en las temperaturas internas

del motor no son siempre evidentes de forma

inmediata. Puede resultar útil tomar imágenes

térmicas del motor a lo largo del tiempo oen comparación con motores parecidos en

funcionamiento. Por ejemplo, esto puede ayudar

a revelar el agarrotamiento de un motor debido al

polvo o que esté funcionando con una única fase

y sobrecalentándose.

También se puede utilizar en las inspecciones

la rma térmica de los rodamientos de un motor.

Por ejemplo, si los rodamientos del motor están

mucho más calientes que el motor, esto será una

indicación de que puede haber un problema que

debería investigarse con mayor profundidad. De

igual modo, los acoplamientos del motor y los

cojinetes de los ejes deberían presentar rmas

térmicas muy cercanas a la temperatura ambiente

del aire cuando funcionan con normalidad.Consulte la gura 6-3. También resultará útil

utilizar otro tipo de comprobaciones, comoanálisis de la vibración o de los circuitos del

motor, junto con la termografía.

Figura 6-3. Los acoplamientos del motor y loscojinetes de los ejes deberían presentar firmastérmicas muy cercanas a la temperatura ambientedel aire cuando funcionan con normalidad.

La termografía ha resultado especialmente

útil en la inspección de engranajes a baja

velocidad, como las cintas transportadoras, donde

otros métodos de inspección no han resultado tan

útiles o ables. También se pueden inspeccionar

con cámaras termográcas otros tipos de equipos

más complejos como turbinas, cajas de cambios

o intercambiadores de calor. Sin embargo, suelen

requerir una inversión más importante para crearun conjunto de datos de comprobación iniciales

que puedan rentabilizarse con los resultados de

inspecciones posteriores.

Firmas térmicas

FIRMA NORMAL(RODAMIENTO PRÓXIMO A LA

TEMPERATURA AMBIENTE)

FIRMA ANORMAL(RODAMIENTO MÁSCALIENTE QUE LATEMPERATURA AMBIENTE)




CONSEJO TÉCNICO

APLICACIONES ENPROCESOS Las inspecciones térmicas se suele utilizar para

controlar equipos capaces de soportar altas

temperaturas, es decir, equipos refractarios. Por

ejemplo, los técnicos de mantenimiento pueden

utilizar los datos térmicos para validar el estado

del aislamiento o para calcular las temperaturas

superciales que podrían causar la avería.

Una inspección inicial es una inspección

que pretende establecer un punto de referencia

del equipo cuando funciona en condiciones

normales y sin problemas. Una inspección detendencia es una inspección realizada después

de la inspección inicial para obtener imágenes

y poder comparar. El control de las variaciones

en función del tiempo ofrece información de

diagnóstico y predictiva. Esto permite que el

técnico pueda comparar cualquier diferencia

o similitud que puedan ser indicativas del

rendimiento del equipo.

Se deben realizar primero las inspeccionesiniciales, seguidas por las inspecciones de

tendencia secuenciadas en el tiempo. Estas

inspecciones deben programarse con una

frecuencia determinada en función de las

consecuencias de las averías y del estado del

equipo. El control de las posibles variaciones

aumenta considerablemente la capacidad de llevar

a cabo un mantenimiento activo y la reducción del

tiempo de inactividad no programado así comode costosas averías.

Se pueden inspeccionar todos los tipos

de aislamiento mirando las variaciones en la

firma térmica superficial. Entre estos tipos

de aislamiento se incluyen los utilizados en

líneas de vapor, líneas de producto y sistemas

de tuberías, y en el seguimiento del calor en

líneas de transformación (tanto de vapor como

eléctricas). Desafortunadamente, muchos tipos

de sistemas de aislamiento vienen cubiertos con

metal chapado sin pintar que puede empobrecer

considerablemente los resultados obtenidos a

través de la termografía. Las rmas térmicas no

Los colectores de vapor y la mayoría de las válvulas

mostrarán diferencias de temperatura entre los

dispositivos cuando funcionen correctamente.

Por supuesto, existen varios tipos de colectores de

vapor y de válvulas y cada una puede tener rmas

térmicas con ligeras diferencias. Por consiguiente,

es importante estudiarlas detenidamente durante

un periodo de tiempo y entender bien cómo

funcionan normalmente.

son tan obvias en metales chapados sin pintar

debido a su baja emisividad y alta reectancia.

Una de las aplicaciones más comunes en

termografía es la localización o conrmaciónde los niveles de sólidos, líquidos o gases en

recipientes como depósitos o silos. Consulte la

gura 6-4. Aunque la mayoría de los recipientes

tienen indicadores del nivel del material que

contienen, con frecuencia los datos no son

exactos porque los indicadores no funcionan

correctamente y otras veces, los datos son

correctos pero necesitan conrmarse de forma

independiente.

La velocidad con la que estos materiales

cambian de temperatura durante un ciclo de

ujo de calor inestable viene determinada por

el modo en el que se produce la transferencia decalor y por las distintas capacidades térmicas de

los sólidos, líquidos y gases del depósito. Los

gases son los que cambian con mayor velocidad.

Por ejemplo, el sol puede provocar en cuestión

de minutos un cambio térmico detectable en la

parte rellena con gas de un depósito de grandes

dimensiones que esté situado al aire libre. Los

materiales sólidos, líquidos y otantes cambian

todos a distintas velocidades cuando se exponena un ciclo de temperatura. Incluso un depósito

interior puede sufrir uctuaciones térmicas que

revelen distintos niveles.




Figura 6-4. Una de las aplicaciones más comunes en termografía es la localización o confirmaciónde niveles de material en recipientes como depósitos o silos.

Con frecuencia, un técnico experimentado puede encontrar varios niveles en un depósitosin aislamiento. Cuando hay material aislante, la

obtención de rmas térmicas puede llevar mástiempo o es posible que haya que mejorar de algúnmodo la rma. Se puede mejorar la observaciónde los niveles de material en un recipiente contécnicas activas y sencillas, como la aplicación decalor o la inducción de frío por evaporación. Porejemplo, sencillamente se puede rociar con aguael depósito y esperar unos pocos minutos para quecambie la temperatura de la supercie exterior,esto suele ser suciente para revelar varios niveles.Se puede pintar una línea vertical o colocar unacinta donde los niveles se pueden leer con másfacilidad para modicar la baja emisividad delchapado metálico brillante del aislamiento.

DIAGNÓSTICO DE EDIFICIOS

La termografía se ha utilizando desde hace mucho

tiempo en varias aplicaciones relacionadas con eldiagnóstico de edicios residenciales y comerciales.

Entre las aplicaciones de diagnóstico para edicios

encontramos las inspecciones de humedades en

tejados, inspecciones del aislamiento de edicios

para encontrar fugas de energía y de aire así como

la detección de humedades. Al igual que con otras

aplicaciones termográcas, se hace necesario el

conocimiento de la teoría sobre la transferencia de

calor y de cómo están construidos los edicios paraobtener buenos resultados. Las inspecciones de

edicios comerciales pueden ser más complicadas

que las de edicios residenciales.

Niveles de líquido en depósitos

DEPÓSITO

NIVEL DEAGUA

LA CÁMARA TERMOGRÁFICA

MUESTRA EL NIVEL DE AGUA EN ELDEPÓSITO GRACIAS A LA DIFERENCIADE TEMPERATURA ENTRE EL AIRE YEL AGUA INTERIORES

DEPÓSITODE AGUA




Inspecciones de humedadesen tejadosDebido a una serie de razones relacionadas con

el diseño, la instalación y el mantenimiento,

la mayoría de los tejados con poca inclinación

presentan problemas importantes al año o a los

dos años de su instalación. Un tejado con poca

inclinación es un tejado comercial plano con una

ligera pendiente para el drenaje del agua de lluvia.

Está compuesto de una cubierta estructural sobre

la que se ha colocado algún tipo de aislamiento

rígido o membrana impermeable.

Aunque el daño causado por una fuga real podría ser signicativo, el daño no apreciable

causado a largo plazo por la humedad acumulada

suele resultar mucho más caro. Una vez que

penetra en el tejado, la humedad se acumula y

provoca la degradación y degeneración prematura

del tejado. Mediante la localización y sustitución

del aislamiento húmedo, se elimina la humedad

subsupercial y se amplia considerablemente la

vida del tejado por encima de la media prevista.La inspección de las machas de humedad

en un tejado con una cámara termográca es

una inspección no destructiva. Consulte la

gura 6-5. El material aislante húmedo tiene

una capacidad térmica superior que el material

aislante seco. Por ejemplo, después de un día

templado y soleado y durante una tarde clara y sin

viento, el tejado se puede enfriar rápidamente. El

rápido enfriamiento del tejado hace que el aislantehúmedo esté más caliente que el aislante seco.

Una vez que se han visto estos patrones,

se pueden inspeccionar grandes supercies del

tejado con bastante rapidez, apreciando cualquier

patrón que indique un aislamiento húmedo. Si

fuera necesario, se podría conrmar la presencia

real de humedad en la mancha de humedad con

métodos de inspección más tradicionales, aunque

estos métodos suelen ser lentos y destructivos.

La “ventana de inspección” puede permanecer

abierta hasta bien entrada la noche si las

condiciones son buenas.

La rma térmica exacta que puede observarse

con una cámara termográca y lo que se puede

visualizar depende de las condiciones y tipo

de aislamiento del tejado. Los aislamientosabsorbentes que se suelen utilizar en los tejados

con poca inclinación, como la bra de vidrio, la

bra de madera y la perlita expandida, producen

rmas térmicas claras. Los aislamientos de placas

de espuma no absorbentes, que son los que

normalmente se utilizan en tejados de una sola

capa, son más difíciles de inspeccionar. Esto se

debe a que se absorbe poca agua. Muchos tejados

de capa única también presentan una pesada

capa de piedra que produce una rma térmica

de poco valor.

Además, hay otros muchos aspectos además

de la humedad de la subsupercie que tienen un

efecto sobre las rmas térmicas. Se debe secar la

supercie del tejado o la evaporación reducirá el

calentamiento solar. Un cielo cubierto de nubes

a la tarde puede reducir el enfriamiento mientras

que un exceso de viento puede eliminar todas las

rmas térmicas.La construcción del tejado y las condiciones

físicas también pueden determinar las rmas

térmicas. Por ejemplo, un parapeto orientado al

Oeste puede irradiar el calor al tejado hasta bien

entrada la noche. La grava extra para tejados

permanecerá más caliente y las partes del tejado

que se hayan reparado aparecerán de forma

distinta. La comprensión de los resultados de los

distintos factores que inuyen sobre las rmastérmicas es vital para el éxito de la inspección.

Idealmente, los tejados deben inspeccionarse

poco después de su instalación para establecer

la rma térmica inicial. Se puede justicar otra

inspección después de cualquier incidente que

pueda causar posibles daños como una tormenta

fuerte de granizo, un tornado o un huracán.

Cuando no se puede evitar la presencia de

goteras, una rápida inspección de seguimiento

por infrarrojos puede ayudar a determinar su

ubicación exacta y proporcionar una indicación

de la extensión del daño en el aislamiento.




Figura 6-5. Las inspecciones de humedades en tejados no son destructivas y se pueden realizarfácilmente con una cámara termográfica.

Se debe poner mucho cuidado para llevar a

cabo la inspección del tejado sin riesgo alguno.

Nunca se debería trabajar solo en un tejado. Los

termógrafos están especialmente expuestos al

peligro porque el brillo de la pantalla evita que

sus ojos puedan ajustarse a los bajos niveles de

luz presentes en la mayoría de los tejados. Se trata

de un estado conocido como ceguera nocturna.

Es esencial que se realice una inspección visual preliminar del tejado a la luz de día para localizar

posibles peligros así como para tomar nota del

estado del tejado.

Inspecciones deaislamientos de ediciosLa termografía es una tecnología ideal para

determinar la presencia y el rendimiento del

aislamiento. Está siendo ampliamente utilizada

por auditores de eciencia energética, contratistas

y peritos. El aislamiento se utiliza en un edicio

principalmente para controlar la transferencia de

calor, ya se trate de pérdidas o entrada de calor.Cuando no existe aislamiento, está dañado o

no tiene el rendimiento esperado, se produce

un aumento del uso de energía y del coste de la

Inspecciones de humedades en tejados

TÉCNICO HACIENDO MARCASDE PINTURA EN EL TEJADO TERMÓGRAFO CON CÁMARATERMOGRÁFICA

LOS PATRONES DETECTADOS CON UNA CÁMARATERMOGRÁFICA SE PUEDEN UTILIZAR PARADETERMINAR LA PRESENCIA DE HUMEDAD




climatización a la vez que se suelen ver reducidos

los niveles de confort en el edicio.

Aunque la reducción del consumo excesivo

de energía es importante, una inspección térmica bien planificada también puede aumentar

el confort de los ocupantes y conducir a un

menor uso de energía. Con frecuencia también

se pueden localizar otros problemas a través

de las inspecciones térmicas: fugas de agua o

condensaciones de humedad, acumulación de

hielo en el tejado o congelación de las tuberías.

La termografía también se puede utilizar para

comprobar la circulación de aire en espacios

climatizados y para vericar la colocación del

aislamiento acústico.

Cuando existe una diferencia de temperatura

entre el interior y el exterior de un edicio de al

menos 10°C, normalmente es posible detectar los

problemas debidos al aislamiento. Por ejemplo,

durante la época de utilización de la calefacción,

la firma térmica por falta de aislamiento se

mostrará como áreas más frías en el interior y más

calientes en el exterior. En la época de utilizaciónde aire acondicionado, la rma térmica será la

contraria. Es útil conocer el tipo de aislamiento

colocado ya que cada uno puede tener una rma

térmica única y constante en el tiempo.

La mayoría de las inspecciones térmicas

exigen trabajar tanto desde el interior como desde

el exterior del edicio. Sin embargo, la presencia

de viento o el sol directo pueden hacer que el

trabajo en el exterior sea difícil o imposible. Estascondiciones también se pueden apreciar desde el

interior, aunque normalmente de manera confusa ya

que se trata de aspectos que afectan indirectamente.

Las inspecciones que se hagan durante la época

de utilización de aire acondicionado pueden

quedar limitadas al interior o a por las tardes si

se realizan en el exterior. Con las condiciones

óptimas y utilizando adecuadamente una cámara

termográfica, un termógrafo experimentado y

con formación puede localizar fácilmente tanto la

falta de aislamiento como un estado deciente del

mismo, así como la determinación de la propia

estructura del edicio.

Detección de ltraciones de aireEl exceso de ltraciones de aire hacia fuera y

hacia dentro de los edicios representa casi lamitad del coste en calefacción, ventilación y

aire acondicionado. La ltraciones de aire se

suelen producir por las diferencias de presión

encontradas a lo largo de un edificio. Las

diferencias de presión pueden ser resultado del

viento pero también están causadas por las fuerzas

convectivas inherentes a cualquier edicio y por

los desequilibrios de presión asociados con

cualquier sistema de climatización.

La termografía se puede utilizar para comprobar

si hay pérdidas de calor en un edicio en zonas

como ventanas, aleros o paredes con aislamiento

deciente.

Las diferencias de presión impulsan el airehacia las suras presentes en un edicio. Las

penetraciones al cerramiento térmico, como las

realizadas para el cableado o las tuberías, son

con frecuencia pequeñas y no tan evidentes. Un

cerramiento térmico es el límite del espacio que

tiene que ser calentado, ventilado o enfriado

dentro de un edicio.

Generalmente, solo se necesita una pequeña

diferencia de temperatura de 3°C entre elinterior y el exterior de un edicio para detectar

una ltración de aire. No se puede ver el aire

en sí mismo pero normalmente su patrón de




Figura 6-6. Los patrones de temperaturarelacionados con las fugas de aire suelen teneruna firma térmica “tenue”.

temperatura sobre las supercies del edicio

tiene una rma térmica “tenue” característica.Consulte la figura 6-6. Durante la época

de uso de la calefacción, las rmas térmicassuelen mostrarse como vetas frías a lo largo de

las supercies interiores del edicio o como

“floraciones” calientes desde el exterior por

donde se escapa el calor. El movimiento de

aire también puede verse claramente dentro de

los huecos del edicio, incluso en las paredes

interiores y en las paredes exteriores aisladas.

Detección de humedadEs frecuente que la humedad entre en los edicios

causando la degradación de los materiales del

edicio. El punto de penetración normal es una junta estructural o una sura, como un sello o

un cubrejuntas defectuoso. La humedad también

puede deberse a la condensación. La condensación

suele producirse por las fugas de aire húmedo y

caliente del edicio a espacios del edicio más

fríos. Otros focos de humedad pueden deberse a

inundaciones, aguas subterráneas y fugas en las

tuberías o en sistemas de riego.

En todos estos ejemplos, la rma térmicade la humedad presente suele ser clara y

evidente, especialmente si se dan las condiciones

adecuadas para que se produzca evaporación

en la mancha de humedad. En este caso, dicha

supercie se mostrará fría. Sin embargo, los

materiales de construcción húmedos también

son más conductivos y, durante una transición

térmica, tienen una capacidad térmica mayor en

comparación con los que están secos. En esta

situación, las rmas térmicas no son siempre

claras ni evidentes. Se debería verificar con

detenimiento que las condiciones existentes

van a permitir la visualización de la humedad

si la hubiera. Por ejemplo, se recomienda

hacer comprobaciones complementarias con

un medidor de humedad para conrmar lo que

aparece en la imagen térmica cuando se detecta

una zona sospechosa.

Inspecciones de edicioscomercialesMientras que la inspección de los edificios

residenciales es bastante sencilla, la de los grandes

edicios comerciales suele ser más complicada.

Sin embargo, la rentabilidad obtenida a partir de

la compresión del funcionamiento de los grandes

edicios suele ser signicativa y normalmente

puede justificar una inspección y análisis

profundos. Es esencial que se entiendan los datos

de construcción del edicio y que el técnico

pueda disponer de estos para poder entender las

Induciendo articialmente una diferencia de

temperatura en el edicio, se pueden aumentar,

dirigir y cuanticar los patrones de las fugas deaire. Esto se puede conseguir mediante un sistema

de climatización o un ventilador de puerta.

Patrones de temperatura de la supercie del edicio




complejas interacciones entre las distintas partes

del edicio.

Las fugas de aire, la penetración de agua y la

condensación son los problemas más comunesencontrados en los edicios comerciales. Una

cámara termográca es una herramienta potente

para la resolución de los muchos problemas

que se presentan en una estructura de grandes

dimensiones. Siempre que sea posible, los

edicios grandes deberían inspeccionarse durante

la obra conforme cada planta va cerrándose,

aislándose y realizándose los acabados más

relevantes. Esto permite que se puedan identicar

problemas de diseño o construcción antes de

acabar y ocupar todo el edicio.



57

Los termógrafos utilizan principalmente tres métodos para realizar inspecciones con

cámaras termográficas. Estos métodos son el método comparativo, el inicial y el de

tendencia. El método elegido depende del tipo de equipo que se inspeccione y del tipo de

datos que se necesiten. Se pueden obtener buenos resultados con los tres métodos, siempre

que se utilicen para la aplicación adecuada.

Generalmente, la termografía cualitativa noincluye temperaturas radiométricas. Compara

y contrasta las rmas térmicas de componentes

similares.

TERMOGRAFÍACOMPARATIVALos termógrafos han desarrollado una serie de

métodos para aumentar el uso de la tecnología.

El método básico que se utiliza en muchas

aplicaciones térmicas se conoce como termografía

comparativa. La termografía comparativa esun proceso utilizado por los termógrafos para

comparar componentes similares en condiciones

similares para evaluar el estado del equipo que se

está inspeccionando.

Cuando la termografía comparativa se utiliza

de forma apropiada y correcta, las diferencias

entre los equipos evaluados suelen ser indicadoras

de su estado. La termografía cuantitativa, a

diferencia de la cualitativa, necesita una mayorcompresión de las variables y de las limitaciones

que afectan a las medidas radiométricas. La

termografía cuantitativa es la termografía

que incluye temperaturas radiométricas. La

termografía cualitativa es la termografía que no

incluye temperaturas radiométricas.

Es vital establecer el margen de error

aceptable antes de empezar una inspección y

trabajar con cuidado para no salirse de esos

límites. Es esencial una formación básica y de

carácter práctico en transferencia de calor y

pericia en el uso de cámaras termográcas para

comprender la termografía cuantitativa. Gran

parte de la termografía se basa en el trabajo

comparativo. Mediante la comparación del

objeto de interés con otros similares, suele ser

fácil detectar un problema. La formación y la

experiencia son fundamentales para el proceso,

puesto que puede haber muchas otras variables

que deben tenerse en cuenta.

METODOLOGÍAS DE INSPECCIÓN





Para que la termografía comparativa sea

efectiva, el termógrafo debe eliminar todas las

variables excepto una. Con demasiada frecuencia,

este simple requisito, aunque esencial, no selogra debido a las complejas circunstancias

de la inspección o por los malos hábitos del

termógrafo. Como resultado, se pueden obtener

datos no concluyentes o engañosos. Se debe

ser muy cuidadoso a la hora de entender las

inuencias manifestadas en las rmas térmicas

observadas.

Por ejemplo, la imagen térmica de un

interruptor automático trifásico puede mostrar

que una de las fases está más caliente que las

otras. Consulte la gura 7-1. Si la carga entre

las tres fases está equilibrada, el calentamiento

desigual puede estar asociado a una conexión

con una resistencia alta. Sin embargo, si se toma

una lectura de la carga con un multímetro digital

y este indica 0/70/30 A, por poner un ejemplo,

lo más probable es que este patrón esté asociado

a un desequilibrio entre las fases.

Figura 7-1. La termografía comparativa se puedeutilizar con un interruptor automático trifásico ymostrar que una de las fases está más calienteen relación a las demás.

La cámara termográca por sí misma no

puede “interpretar” una imagen. Gracias a

una combinación de habilidad, experiencia y

constancia por parte del termógrafo en el usodel sistema, con frecuencia unido al uso de otros

datos, se puede lograr una correcta interpretación

de la imagen. Por supuesto, el mal diagnóstico

de una excepción puede resultar en el daño o la

pérdida de un equipo de alto valor.

Cuando se hace uso de la termografía

comparativa, es útil tener todo el conocimiento

posible sobre el objeto que se está observando.

Este conocimiento incluye la construcción,

funcionamiento básico, mecanismo de fallos

conocido, dirección del flujo de calor y el

historial de funcionamiento del objeto. Como

con frecuencia no se tiene acceso inmediato a este

conocimiento, el termógrafo debe ser capaz de

hacer preguntas sencillas y claras al propietario

del equipo o al técnico de mantenimiento.

Incluso más importante que hacer preguntas,

es escuchar atentamente las respuestas. Muchos

termógrafos fallan en una de estas tareas o enambas, repercutiendo en su trabajo. La capacidad

de comunicación en un termógrafo es tan

importante como su capacidad técnica, sobre

todo cuando se trabaja con un equipo o material

con el que no se está familiarizado.

TERMOGRAFÍA INICIAL

Una inspección inicial pretende establecer un punto de referencia del equipo cuando funciona

en condiciones normales y sin problemas. Es

muy importante determinar el estado del equipo

normal o deseado y utilizarlo cómo rma térmica

inicial con la que comparar imágenes posteriores.

Con frecuencia, la firma térmica inicial es

uniforme o está relacionada de alguna manera

a la estructura inherente del cuerpo que se está

observando. Por ejemplo, después de montar

un motor y ponerlo en funcionamiento normal,

es probable que cualquier diferencia en la rma

térmica se puede ver en las imágenes térmicas

posteriores. Consulte la gura 7-2.

Termografía comparativa

LAS ZONAS AZUL-VERDEREPRESENTAN EL ESTADONORMAL

INTERRUPTORAUTOMÁTICOTRIFÁSICO

LAS ZONAS ROJAS Y AMARILLASREPRESENTAN POSIBLES PROBLEMAS(CONEXIÓN DE ALTA RESISTENCIA)



Capítulo 7 — Metodologías de inspección 59

TENDENCIA TÉRMICAHay otro método de inspección térmica que se

conoce como tendencia térmica. La tendencia

térmica es un proceso utilizado por el termógrafo

para comparar la distribución de la temperatura

en el mismo componente en función del tiempo.

La tendencia térmica se utiliza sobre todo enla inspección de equipos mecánicos en los que

las rmas térmicas habituales pueden resultar

complejas. También es útil cuando las rmas

térmicas con las que se detectan las averías se

suelen desarrollar con lentitud. Por ejemplo,

se puede utilizar la tendencia térmica cuando

se controla el rendimiento de un aislamiento

refractario (a alta temperatura) en un vagón

de tren especial a lo largo del tiempo paraestablecer el horario óptimo para las paradas de

mantenimiento. Consulte la gura 7-3.

Es importante que el termógrafo entienda

todas las variables presentes en un equipo bajo

inspección. Los termógrafos deben entender

Figura 7-3. La tendencia térmica se utiliza parala inspección de equipos a alta temperatura enlos que las firmas térmicas habituales, como estevagón torpedo (relleno de metal fundido), puedenser complejas e indicar únicamente el fallo delaislamiento con el paso del tiempo.

los principios operativos de distintos sistemas

y desarrollar sus conocimientos en relación a

la resolución de problemas. Si se recogen los

datos con esmero y se entienden los cambios,estos métodos pueden revelar una tendencia

precisa y útil del funcionamiento. Sin embargo, es

importante recordar que la tendencia únicamente

implica, más que predice, el futuro.

Figura 7-2. Aparecerán muchas diferencias en lafirma térmica del motor en inspecciones térmicasposteriores.

Termografía inicial

Tendencia térmica




Paletas

Una paleta es un esquema de color utilizado para mostrar las variaciones y los patrones térmicosen una imagen térmica. Tanto a la hora de inspeccionar como de analizar, el objetivo es seleccionar

la paleta que mejor identica y comunica el problema. Idealmente, se debería utilizar una cámara

termográca que permita que el usuario seleccione o cambie la paleta deseada tanto en la cámara

como en el software. Por ejemplo, en ciertas aplicaciones se visualizará y analizará mejor mediante

el uso de una paleta monocromática como una escala de grises o ámbar. En otras situaciones será

más fácil el análisis y la explicación con una paleta de color como hierro (Ironbow), azul-rojo o

una de alto contraste. Mediante una amplia selección de paletas de color se puede ofrecer mayor

exibilidad al termógrafo durante la inspección térmica, análisis y generación de informes.

Paletas

ÁMBAR

AZUL-ROJO

METAL CALIENTE

IRONBOW

ALTO CONTRASTEESCALA DE GRISES



61

A demás de ser capaz de manejar y utilizar una cámara termográfica correctamente,

el trabajo de un termógrafo consiste en analizar, generar informes y documentar los

resultados del equipo inspeccionado. Existen herramientas especiales de análisis para realizar

apropiadamente estas tareas.

ANÁLISIS DE LA INSPECCIÓN

La termografía depende fuertemente de

la capacidad del termógrafo para realizar

la inspección correctamente, entender las

limitaciones del trabajo, registrar todos los

datos relevantes e interpretar apropiadamente

los resultados. Las variables con las que puede

encontrarse un termógrafo son múltiples y

variopintas. Por ello, los termógrafos deben

recibir la formación adecuada y estar cualicados

para realizar inspecciones térmicas.

Los termógrafos pueden tener tres nivel

de certificación I, II y III, siendo el nivel I

el más bajo y el nivel III el más alto. En la

implementación de un programa de termografía

formal, un termógrafo certicado de nivel I está

cualicado para tomar datos pero debe trabajar

bajo la supervisión de un termógrafo certicado

de nivel II. Los termógrafos de nivel II están

cualificados para interpretar datos y escribirinformes. Un programa de termografía formal

debe tener procedimientos de inspección escritos,

que normalmente se basan en normas del sector

y que se han desarrollado con la ayuda de un

termógrafo certicado de nivel III.

GENERACIÓN DE INFORMES

Y DOCUMENTACIÓN Después de evaluar los datos térmicos

correctamente, se necesitarán comunicar

claramente los resultados mediante un informe

escrito. Parte del proceso de generación de

informes puede requerir la educación delcliente sobre las limitaciones inherentes a la

termografía y sobre el valor de las inspecciones

térmicas. Finalmente, el informe suele tener

como resultado la prescripción de acciones para

corregir todos los problemas revelados durante

la inspección térmica.

Por norma general, el termógrafo también

ofrece información adicional sobre la localización

del problema, el diagnóstico y ofrece sugerenciassobre acciones correctivas. El termógrafo

suministra información clave procedente de la

inspección térmica que debe considerarse junto

con información procedente de otras inspecciones

o comprobaciones, el programa de mantenimiento

o reparaciones y el análisis de costes, antes de

llegar a una conclusión satisfactoria. Por ello,

es tan importante la capacidad de comunicación

como la capacidad técnica.Los informes se pueden presentar en

distintos estilos e incluir datos distintos. Sin

embargo, un informe debería incluir la siguiente

información:

• Nombre del termógrafo

• Marca, modelo y número de serie de la

cámara termográca

• Condiciones ambientales relevantes, como

velocidad del viento, dirección del viento, precipitación, humedad y temperatura

ambiente del aire

ANÁLISIS, GENERACIÓN DE INFORMESY DOCUMENTACIÓN





• Condiciones del sistema, como carga y ciclode trabajo

• Identificación y localización del equipo

y componentes inspeccionados ocomprobados

• Lista de equipos importantes no inspeccionadoso comprobados con explicaciones sobre lasrazones de la omisión

• Configuración de los parámetros de losinstrumentos, como configuración deemisividad o de la temperatura de fondo

• Imágenes térmicas junto con las imágenes

visuales correspondientes de todo el equipoy los componentes inspeccionados ocomprobados

• Un apartado requiriendo la realización de unaimagen por infrarrojos de seguimiento paradocumentar la reparación del equipo

La documentación también debe presentarse

de manera que no recargue el informe sino que

sirva de apoyo a la presentación de la información

esencial de forma clara y eficiente. En los buenos informes sobre inspecciones térmicas,

la información uye de forma natural y sirve

de apoyo a las imágenes térmicas y visuales.

Consulte la gura 8-1.

Puede resultar útil tener acceso a distintas

plantillas para informes. Por ejemplo, se puede

utilizar una simple plantilla de informe para

documentar las reparaciones realizadas con

éxito en el equipo que había sido inspeccionadoo comprobado térmicamente. Se pueden utilizar

plantillas para informes especiales en categorías

concretas de la inspección térmica.

Siempre que se genere un informe termográco,

se deberán suministrar copias al personal clave

según sea necesario. Las copias se pueden facilitar

en papel o en formato electrónico. Los informes

electrónicos deberían guardarse y bloquearse

(como formato PDF, por ejemplo) antes de

ser enviados para evitar la manipulación de la

inspección y del análisis de la comprobación.

Se suele poder obtener un valor adicional

de las comprobaciones y las inspecciones

Figura 8-1. Los informes sobre inspeccionestermográficas suelen incluir imágenes térmicascon las correspondientes imágenes visualescomo referencia.

térmicas guardando un registro de los problemas

individuales de manera especíca y haciendo uso

de categorías. Por ejemplo, se puede identicar

y guardar la información relacionada con los problemas dados por una marca de equipos

especíca o por un determinado proceso. Esta

información se puede recuperar posteriormente

e identicar los problemas habidos con ciertos

equipos para ayudar a futuros usuarios.

Además de manipular y usar correctamente

una cámara termográca, un buen termógrafo

debe ser capaz de analizar y documentar los

resultados mediante informes adecuados. Esta

capacidad es necesaria para poder desarrollar y

mantener una reputación de trabajo de calidad y

homogéneo. Los informes ofrecen las mejores

recomendaciones posibles tras la inspección.

Generación de informesy documentación térmica

IMAGEN DE LUZ VISIBLE

IMAGEN TÉRMICA



63

S e pueden utilizar distintos recursos para obtener información adicional sobre la

termografía y las cámaras termográficas como actualizaciones de equipos, problemas

de seguridad, cursos de formación, herramientas educativas así como normas y organizaciones

profesionales. Estos recursos están disponibles en formato electrónico o impreso.

Entre estos recursos se incluye la documentación de

las distintas organizaciones de normalización.

RECURSOS Hay una cantidad considerable de información

relevante sobre termografía y sobre cámaras

termográficas para la mayoría de usuarios

potenciales a través de distintos tipos de recursos.

En el caso de aplicaciones industriales y

comerciales y de diagnóstico de edicios, la

tecnología ha existido durante más de 40 años.Sin embargo, muchos profesionales, como

técnicos de mantenimiento y electricistas, están

empezando ahora a aprender sobre la tecnología

y las ventajas de la termografía y las cámaras

termográcas.

Debido al desarrollo de nueva información,

la aplicación de la termografía ha aumentado

rápidamente durante los últimos años. Se debe

tener en cuenta que hay información sobre

termografía, sobre todo la publicada en Internet,

que no tiene por qué ser precisa ni objetiva. Se

recomienda fuertemente aprender los principios

básicos de fuentes como esta publicación y delas fuentes enumeradas más abajo. También se

recomienda hacer una lectura crítica para aprender

de fuentes para las que no se tengan referencias.

Los recursos disponibles incluyen normas,

recursos online, libros y materiales impresos así

como organizaciones profesionales.

Normas

Una norma es una referencia o prácticasaceptadas desarrolladas por profesionales del

sector. Las normas ofrecen un conjunto de

criterios aceptables sobre los que se puede basar

el trabajo. Aunque el cumplimiento de una norma

es voluntario, es una buena práctica el cumplir

con normas aprobadas y reconocidas. Las normas

se crean a partir del trabajo de varios expertos

del sector y están a disposición a través de varias

organizaciones. Consulte la gura 9-1. Puedesuponer un recurso valioso para suministrar

información especíca y detallada sobre varios

aspectos de la termografía.

RECURSOS TERMOGRÁFICOS





Organizacionesde normalización

American Society for Nondestructive Testing (ASNT)

1711 Arlingate Lane www.asnt.orgPO Box 28518Columbus, OH 43228 (EE. UU.)+1 614-274-6003

ASTM International (ASTM)

100 Barr Harbor Drive www.astm.orgPO Box C700West Conshohocken, PA 19428 (EE. UU.)+1 610-832-9598

Canadian Standards Association (CSA)

5060 Spectrum Way www.csa.caSuite 100Mississauga, ON L4W 5N6 (Canadá)

Institute of Electrical and Electronics Engineers(IEEE)

1828 L Street NW www.ieee.orgSuite 1202Washington, DC 20036 (EE. UU.)+1 202-785-0017

International Electrotechnical Commission (IEC)

3, rue de Varembe′ www.iec.chPO Box 131CH-121 Génova 20(Suiza)

International Organization for Standardization (ISO)1, ch. de la Voie-Creuse www.iso.orgCase postale 56CH-1211 Génova 20 (Suiza)+41 22 749 01 11

National Fire Protection Association (NFPA)

1 Batterymarch Park www.nfpa.orgQuincy, MA 02169 (EE. UU.)+1 617-770-3000

Recursos online

Un recurso online es un recurso que está a

disposición de los usuarios únicamente a través

de una conexión de Internet. Estos recursos

ofrecen una variedad de fuentes instructivas para

estudiantes, termógrafos y técnicos. Es normal

disponer de información complementaria a

través de fabricantes de equipos, organizaciones

de normalización, materiales educativos y

organizaciones profesionales. Por ejemplo,

un recurso online puede ser un foro donde

representantes de los fabricantes de equipos

con experiencia pueden comunicarse con los

usuarios del equipo con el objeto de resolver

sus problemas u ofrecer recomendaciones sobre

el equipo.

Libros y materiales impresos

Los libros y los materiales impresos son fuentesen papel que pueden utilizarse como referencia

técnica. Sirven para aumentar el conocimiento

de cualquier individuo que utilice la termografía

y la tecnología por infrarrojos con el objeto de

realizar inspecciones y comprobaciones. Existen

varios libros y distintos materiales impresos

disponibles.

Organizacionesprofesionales

Unaorganización profesional es una organización

que ofrece información y formación sobre

termografía a través de publicaciones, formación

y participación en grupos locales. Se anima

a los termógrafos y a los técnicos a unirse y

participar en varias organizaciones profesionales.El ser miembro de estas asociaciones ayuda a

mantener el conocimiento respecto a las últimas

tecnologías, tendencias y cambios del sector.

Figura 9-1.Las normas son referencias o prácticasaceptadas desarrolladas por profesionales delsector y se puede disponer de ellas a través devarias organizaciones.

La participación en una organización profesional

ofrece nuevas oportunidades y facilita el seguir

aprendiendo sobre procesos termográficos

y los equipos y sobre las últimas técnicas decomprobación/inspección.



65

A parte de la termografía, se utilizan otras tecnologías y métodos de análisis relacionados

para la inspección y resolución de problemas en equipos y componentes comerciales e

industriales. Entre estos métodos encontramos la inspección visual y auditiva, análisis eléctrico,

análisis ultrasónico, análisis de vibraciones, análisis de aceites lubricantes y análisis de partículas de

desgaste. Se pueden utilizar individualmente en la resolución de problemas de equipos o despuésdel uso de cámaras termográficas para verificar los resultados de la comprobación obtenidos.

Figura 10-1. Los técnicos de mantenimientocomprueban de forma rutinaria la apariencia ylos sonidos de los equipos en funcionamientomediante inspecciones visuales y auditivas.

INSPECCIÓN VISUALY AUDITIVALa inspección visual y auditiva es el análisis

de la aparición de problemas y sonidos en

equipos en funcionamiento para determinarlos componentes que pudieran necesitar la

realización de procedimientos de mantenimiento

o trabajos de reparación. Consulte la gura

10-1. La inspección visual y auditiva es el

procedimiento de mantenimiento predictivo más

simple que se puede hacer en una instalación y no

necesita ninguna herramienta o equipo. Es el más

efectivo cuando el problema potencial es obvio

para un técnico de mantenimiento cualicado. Se pueden observar las características especiales del

funcionamiento y se puede programar el equipo

para el trabajo de mantenimiento necesario.

La inspección visual se puede complementar

con procesos como la comprobación con tinte

penetrante para localizar fracturas finas y

superciales en el metal. Se limpia totalmente el

metal y se rocía con un tinte que se concentra en

las fracturas u hoyos pequeños de la supercie

del metal. El exceso de tinte se retira para revelar pequeñas grietas u hoyos bajo la supercie.

ANÁLISIS ELÉCTRICO El análisis eléctrico es un método de análisis

que utiliza equipos de monitorización eléctricos

para evaluar la calidad de la energía eléctrica

suministrada al equipo y el rendimiento del

equipo eléctrico. Consulte la figura 10-2.

Se puede instalar el equipo de monitorizacióneléctrico para medir la tensión máxima y mínima,

la variación de tensión entre fases, la pérdida de

tensión y los niveles de corriente.

OTRAS TECNOLOGÍAS RELACIONADAS


Inspección visual y auditiva




También se puede evaluar la calidad de la energía

eléctrica suministrada a los equipos electrónicos

sensibles.

ANÁLISIS DE VIBRACIONES El análisis de vibraciones es el control de las

características vibratorias de los componentes

individuales con el objeto de determinar elestado del equipo. Por lo general, las piezas

desgastadas hacen que el equipo se averíe.

También producen mayor vibración y ruido que

puede aislarse. El análisis de vibraciones es la

forma más común de técnica de control utilizada

en equipos giratorios.

ANÁLISIS DE ACEITES

LUBRICANTES El análisis de aceites lubricantes es una técnica

de mantenimiento predictivo que detecta la

presencia de ácido, suciedad, combustible o

partículas de desgaste en el aceite lubricante y

examina estas sustancias para predecir averías

en el equipo. El análisis de aceites lubricantes

se lleva a cabo siguiendo una programación

establecida. Se toma una muestra de aceite de la

máquina para determinar el estado del lubricante

y de las piezas móviles. Las muestras se suelen

enviar a una empresa especializada en el análisis

de aceites lubricantes.

ANÁLISIS DE PARTÍCULASDE DESGASTEElanálisis de partículas de desgaste es el examen

de las partículas de desgaste encontradas en elaceite lubricante. Mientras que el análisis de

aceites lubricantes se concentra en el estado

del aceite lubricante, el análisis de partículas

de desgaste pone su atención en el tamaño,

frecuencia, forma y composición de las partículas

procedentes de las piezas. El estado del equipo

se determina mediante el control de las partículas

de desgaste. Es normal que se produzca desgaste

en las piezas del equipo al estar en contacto

continuo entre ellas. Un aumento de la frecuencia

y tamaño de las partículas de desgaste en el aceite

lubricante indican que hay una pieza desgastada

o predicen una futura avería.

Una de las aplicaciones más comunes del

análisis eléctrico se utiliza en circuitos y motores

eléctricos. Elanálisis de los circuitos de motores

(MCA) es un tipo de análisis eléctrico para

motores y circuitos que se puede llevar a cabo

con carga eléctrica o sin ella. Ambos métodos de

comprobación posibilitan la detección temprana

de defectos y averías en la distribución eléctrica

del motor, los circuitos del motor y el sistema de

transmisión del motor.

DETECCIÓN DEULTRASONIDOS EN AIRE La detección de ultrasonidos en aire es un método

de análisis de equipos que amplica el sonido de alta

frecuencia para identicar posibles problemas en los

equipos. Un dispositivo de escucha convierte estos

sonidos, que generalmente están fuera del espectro

de audición, a señales que pueden ser percibidas

por el oído humano. Estas señales pueden indicar,

entre otras cosas, el calentamiento anormal de las

conexiones eléctricas, fugas en sistemas de aire y

de vapor, y rozamiento en rodamientos, así como

otros muchos problemas en equipos.

Figura 10-2. El análisis eléctrico hace uso deequipos de monitorización eléctricos para evaluarla calidad de la energía eléctrica suministradaal equipo.

Análisis eléctrico



67

ÍNDICE


Aabsorción 23

aislante 21

American Society for Nondestructive Testing (ASNT) 14

American Society of Testing Materials (ASTM)International 16

análisis de aceites lubricantes 66

análisis de circuitos del motor (MCA) 66

análisis de inspección 61

análisis de partículas de desgaste 66

análisis de vibraciones 66

análisis eléctrico 65–66, 66

análisis ultrasónico 66

aplicaciones de procesos 50–51

aplicaciones eléctricas de la termografía 45–49

aplicaciones termográcas

aplicaciones eléctricas 45–49aplicaciones electromecánicas 49

aplicaciones mecánicas 49

arcos de tensión 14

ASNT 14

ASTM 16

B blanco 4, 5

C

cámara termográca 2, 3, 6, 17componentes 5–8

desarrollo de 2–4

funcionamiento 4, 5–7

cámara termográca de onda larga 4

cámara termográca de onda media 4

campo de visión (FOV) 26, 27

campo de visión instantáneo (IFOV) 26–27

capacidad térmica 20

Case, Theodore 2

ceguera nocturna 16

cerramiento térmico 54

choque eléctrico por arco de tensión 14conducción 20–21

conductor 20

controles* 7

convección 21–22, 22

cuadros eléctricos 15

cualicación del termógrafo 13, 13–14

D detección de fugas de aire 54–55, 56

detección de humedad 55

detector y electrónica de procesamiento 6–7

diagnóstico de edicios 51

detección de fugas de aire 54–55, 56

detección de humedad 55

inspección de aislamientos 53

inspección de edicios comerciales 55

inspecciones de humedades

en tejados 52–54, 53–56

dispositivos de almacenamiento de datos 7–8

E ecuación de Stefan-Boltzmann 22efectos ambientales 28

emisión 23, 24

emisividad 25, 26

energía 19

energía electromagnética 22

EPI* 46

equipo de protección individual (EPI)* 46

espectro electromagnético* 23

excepción térmica 45

F rma térmica 9, 49

FOV 26, 27

G generación de informes y documentación 61–62, 62

gradiente térmico 48

H Herschel, Sir John 2

Herschel, Sir William 1–2

I IFOV 26

IFOVm de medida 27, 28

imagen radiométrica 3



68 INTRODUCTION TO THERMOGRAPHY PRINCIPLES

informes de inspección 61–62, 62

inspección. See inspección térmicainspección de aislamientos 53

inspección de edicios comerciales 55

inspección de motores 49, 50inspección de tendencia 50

inspecciones de humedades en tejados 52–54, 53–56

inspecciones del aislamiento de edicios 53

inspecciones electromecánicas 49

inspecciones mecánicas 49

inspección inicial 50

inspección térmicaaplicaciones de procesos 50–51

aplicaciones eléctricas 45–49

aplicaciones electromecánicas 49

aplicaciones mecánicas 49

diagnóstico de edicios 51–56termografía inicial 58, 59

inspección visual y auditiva* 65

International Organization

for Standardization (ISO) 14

ISO 14

L lentes 5, 7

libros sobre termografía 64

M matriz de plano focal (FPA) 3–4, 4–5

MCA 66

Melloni, Macedonio 2

micra (µm) 4

N nivel de líquido 50–51, 52–53

nivel de material 50–51, 51

Nobili, Leopoldo 2

norma 63

organizaciones 64

normas 16–17

O Occupational Safety and Health Administration

(OSHA) 16

organización profesional 64

OSHA 16

P

precisión de la medida de temperaturas 26

campo de visión instantáneo (IFOV) 26–27

efectos ambientales 28

campo de visión (FOV) 26, 27

primera ley de la termodinámica 19 procedimientos de inspección 16–17

R radiación 1, 20, 22–23, 24

radiación térmica 22–23

recursos 63–64

recursos online 64

recursos termográcos 63–64

reexión 24

S Seebeck, Thomas 2

segunda ley de la termodinámica 19

seguridad en el lugar de trabajo 14–16

seguridad en el trabajo 14–16

software 8

software de procesamiento 8

software de procesamiento de datos 8

software para creación de informes 8

T técnico de mantenimiento 65

tejado con poca inclinación 52temperatura 19

temperatura de supercie 25–26

tendencia térmica* 59

termodinámica 19

termografía

termografía comparativa 57–58, 58

termografía cualitativa 57

termografía cuantitativa 57

termografía comparativa 57–58, 58

termografía cualitativa 57

termografía cuantitativa 57

termografía inicial 58, 59termografía por infrarrojos 1

termógrafocerticación 61

objetivos de la documentación 61–62

termograma 4–5

transferencia de calor 19–20

transmisión 23, 24

Documents

113713489 112498002 LIBRO Introduccion a Los Principios de Termografia FLUKE